При реконструкции зданий и сооружений из монолитного железобетона одним из ведущих технологических процессов является устройство опалубки.
От выбора типа опалубки зависит эффективность всего процесса реконструкции зданий.
Опалубка классифицируется по функциональному назначению в зависимости от типа бетонируемых конструкций;
■ для вертикальных поверхностей, в том числе стен;
■ для горизонтальных и наклонных поверхностей, в том числе перекрытий;
■ для одновременного бетонирования стен и перекрытий;
■ для бетонирования комнат и отдельных квартир;
■ для криволинейных поверхностей (пневматическая опалубка).
На выбор опалубки оказывают влияние следующие факторы:
■ конструктивно-планировочные решения конструкций (круглые, тонкостенные, тяжелые балки, арки);
■ характеристики используемых материалов (жесткий, тяжелый бетон);
■ условия производства (зимний период, под водой);
■ последовательность проведения арматурных работ (в готовую опалубку устанавливают арматуру; на установленную арматуру монтируют опалубку, арматурно-опалубочные блоки, изготовленные до установки).
Опалубка состоит из опалубочных форм (палубы), поддерживающих конструкций (ригели, подпорки, стержни, растяжки, расчалки и т.д.), подмостей и крепежных устройств (стяжки, распорки, тяжи и др.).
Опалубка должна быть прочной (выдерживать массу бетонной смеси, нагрузки от уплотнения и другие нагрузки), герметичной и устойчивой, обеспечивать точность размеров монолитных конструкций и качество внутренних плоскостей, возможность быстрой и простотой сборки, разборки, переналадки, при необходимости – обеспечивать нужную поверхность бетона.
По признаку повторности использования различается опалубка инвентарная, т.е. многократно используемая, и стационарная – разового применения, используемая только для одного элемента или сооружения. Инвентарная опалубка состоит из комплекта унифицированных элементов, позволяющих компоновать опалубочные формы для разнотипных конструкций, собирать крупноразмерные опалубочные панели площадью до 40...45 м2, а также жесткие опалубочные или арматурно-опалубочные блоки, которые монтируются кранами. Она должна обеспечивать многократное применение формы, характеризуемое нормативной оборачиваемостью (от 20 до 400 циклов), с сохранением ее качества. При правильной эксплуатации она может выдерживать до 100 циклов, в то время как деревянная инвентарная опалубка выдерживает не более 10... 15 циклов.
В зависимости от конструктивных особенностей и назначения инвентарная опалубка может быть разборно-переставной, переставной, скользящей, катучей, несъемной и греющей: в зависимости от применяемых материалов – деревянной, деревометаллической, металлической, железобетонной, армоцементной, из синтетических или прорезиненных тканей.
Деревянная опалубка изготавливается из воздушно-сухой древесины с влажностью до 15% – для опалубочных форм; до 25 % – для прочих элементов.
Палуба щитов опалубки обычно выполняется из водостойкой многослойной фанеры, гидрофобных или обычных древесно-стружечных плит, защищенных краской или лаками.
Для облицовки внутренних поверхностей опалубки широко используются пластики, стеклотекстолиты на основе фенолформальдегидной смолы, текстолит, винипласт и др.
Металлическая опалубка изготавливается из металлического листового проката толщиной 1,5...2,0 мм и прокатных профилей и имеет быстроразъемные соединения.
Для увеличения долговечности инвентарной опалубки и улучшения качества бетонируемой поверхности, а также для уменьшения сил сцепления бетона с палубой опалубки применяются различные виды смазок, эмульсий и других защитных покрытий.
Элементы опалубки изготавливаются, как правило, централизованно в заводских условиях.
Установка опалубки производится по проекту производства опалубочных работ, который содержит маркированные чертежи элементов, их спецификацию, чертежи поддерживающих и крепежных устройств, технологические карты.
Бетонная смесь укладывается в установленную опалубку, уплотняется и выдерживается до набора бетоном необходимой прочности. Работы, связанные с изготовлением и установкой опалубки, называются опалубочными: с разборкой – распалубочными.
Разборно-переставная опалубка собирается из готовых элементов: щитов, коробов, кружал, инвентарных стоек. Она выполняется из мелкоштучных элементов (мелкощитовая – масса щитов не превышает 50 кг), допускающих ручную установку, или в виде крупнощитовой опалубки (крупнощитовая) монтируемой с помощью кранов.
Мелкощитовая опалубка состоит из нескольких типов небольших по размеру щитов площадью не более 3 м2, выполненных из стали, фанеры, или комбинированных массой до 50 кг, а также из элементов креплений и поддерживающих устройств. Такая опалубка отличается универсальностью, она может эксплуатироваться до 200 циклов (оборачиваемость). Мелкощитовые опалубки устанавливаются вручную.
В качестве соединительных элементов применяются замковые соединения.
Недостатками этой опалубки являются большие трудозатраты при установке и снятии опалубки, низкий уровень механизации.
Мелкощитовая опалубка может собираться в крупноразмерные плоские опалубочные панели или пространственные блоки, которые устанавливаются краном.
Деревянная разборно-переставная опалубка собирается из щитов или собранных из них опалубочных элементов.
Опалубка колонн выполняется из щитов, скрепленных в виде короба металлическими или деревянными хомутами, установленными через 0,4….0,7м. Опалубка прогонов и балок состоит из днища, которое опирается на оголовки поддерживающих стоек, и боковых щитов. Плиты перекрытия устанавливаются на кружала, которые, в свою очередь, опираются на подкружальные доски, прибиваемые к сшивным планкам боковых щитов.
Опалубка фундаментов под колонны устраивается из прямоугольных коробов, которые собираются из наружных и внутренних щитов. Наружные щиты на 20...25 см длиннее внутренних и имеют специальные упорные планки, к которым крепятся внутренние щиты. К наружным щитам крепятся проволочные стяжки, воспринимающие распорное давление свежеуложенной бетонной смеси.
Крупнощитовая опалубка применяется для возведения зданий из монолитного бетона или железобетона. Она выполняется из щитов каркасной конструкции размером на бетонируемую поверхность (участок стены или перекрытия в пределах планировочной ячейки – от 20 до 70 м2). Размеры щитов соответствуют принятому модулю, что позволяет собирать из них опалубки для всех конструктивных элементов зданий и сооружений и для зданий различной планировочной структуры. Высота щита принимается равной высоте яруса, что уменьшает число сопряжений.
Щиты опалубки являются самонесущими и включают в себя палубу, элементы жесткости щита и несущие конструкции: они оборудуются подмостями, подкосами для установки и выверки.
Применение крупнощитовой опалубки снижает стоимость сборки и разборки до 20 %, а трудоемкость – до 50 % и сокращает сроки проведения опалубочных работ.
Установка и демонтаж опалубки осуществляются только краном.
Опалубка стен устанавливается в два этапа:
■ монтируется арматурный каркас;
■ устанавливается опалубка с одной стороны стены на всю высоту этажа, а затем опалубка со второй стороны и скрепляются стяжными болтами.
Бетонная смесь в опалубку укладывается сверху, с закрепленных на ней консольных подмостей, располагаемых с наружной стороны щита. Бетонирование стены ведется участками; границами обычно служат дверные проемы. Бетонная смесь укладывается слоями толщиной 30...40 см с уплотнением глубинными вибраторами сразу при укладке.
При возведении стен высотой более 3,6 м опалубка устанавливается в несколько ярусов. По мере бетонирования конструкции панели опалубки второго и последующих ярусов опираются на нижележащие ярусы или крепятся на специальных анкерах, предварительно забетонированных в стене.
Опалубка устанавливается в последовательности, определяемой ее конструкцией, с обеспечением устойчивости отдельных элементов и опалубки в целом в процессе производства работ. После набора прочности опалубка разбирается, очищается и направляется к месту повторного использования. Разборно-переставная опалубка является инвентарем для строительной организации.
Установка арматуры
Арматура, предназначенная для формования железобетонных конструкций, подразделяется:
■ по материалу – на стальную и неметаллическую;
■ по принципу изготовления стальная арматура – на стержневую, получаемую путем горячей прокатки стали, и проволочную, изготовляемую волочением в холодном состоянии;
■ по профилю – на круглую гладкую и периодического профиля;
■ по принципу работы в железобетонной конструкции – на ненапрягаемую и напрягаемую;
■ по назначению – на рабочую арматуру, воспринимающую растягивающие напряжения; распределительную – для распределения нагрузки между стержнями рабочей арматуры; монтажную – для соединения элементов арматурных каркасов.
Ненапрягаемые конструкции армируются укрупненными монтажными элементами в виде сварных сеток, плоских, пространственных каркасов с изготовлением их вне зоны возводимого здания и последующим монтажом с помощью крана. В исключительных случаях сложные конструкции армируются непосредственно в проектном положении из отдельных стержней (штучная арматура) с соединением в законченный арматурный элемент сваркой или вязкой.
Сварка арматуры необходима для соединения арматурных стержней при изготовлении каркасов и сеток, крепления к арматурным каркасам закладных частей, стыкования между собой (арматурных блоков и т.д.).
Наиболее широко используются контактно-точечная, контактно-стыковая и электродуговая электросварки, реже – электро-шлаковая и ванная.
При установке арматуры необходимо обеспечивать предусмотренные проектом толщину защитного слоя и расстояние между рядами арматуры. Защитный слой в железобетонных конструкциях предохраняет (в течение нормируемого срока) арматуру от огня при пожаре и защищает от коррозии.
Армирование колонн, как правило, производится готовыми арматурными каркасами. После выверки положения каркаса колонны в опалубке стержни каркаса соединяются сваркой с выпусками арматуры из фундаментов.
Прогоны и балки армируются заранее заготовленными арматурными каркасами, которые устанавливаются в опалубочную форму вручную или с помощью монтажного крана. При армировании высоких балок сборка каркасов ведется непосредственно в опалубочной форме с открытыми боковыми щитами.
Армирование плит, стенок и других тонкостенных конструкций производится сварными сетками, которые доставляются на строительную площадку в рулонах.
При стыковании арматурных стержней, каркасов и сеток на месте их установки используется электросварка и лишь в исключительных случаях – вязка с помощью мягкой отожженной проволоки.
Приемка смонтированной арматуры оформляется актом на скрытые работы, в котором указываются номера рабочих чертежей, отступления от проекта и основания для этого, а также приводится заключение о возможности бетонирования конструкций.
Армирование предварительно-напряженных железобетонных конструкций производится стальными стержнями периодического профиля, пучками высокопрочной арматуры или канатами спиральной вязки способами натяжения на упоры (используется при заводском производстве сборных конструкций) и натяжения на бетон (используется как в заводских условиях, так и при возведении монолитных предварительно-напряженных конструкций).
При натяжении на бетон в конструкции в процессе бетонирования устраиваются каналы для пропуска арматуры, диаметр которых на 10...15 мм больше диаметра стержня или арматурного пучка.
Для защиты арматуры от коррозии и обеспечения монолитности конструкции сразу же после натяжения арматуры в каналы нагнетается (инъецируется) цементный раствор.