Лекции и пособия / 3. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ - ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО РОИЗВОДСТВА - 2004_pavlenko_tsp

80

Глава 5. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ

По способу выполнения бетонные и железобетонные конструкции разделяют на сборные, монолитные и сборно-монолитные.

Сборные конструкции изготавливают на заводах и полигонах, затем доставляют на строящийся объект и устанавливают в проектное положение.

Монолитные конструкции возводят непосредственно на строящемся объ-

екте.

Сборно-монолитные конструкции выполняют из сборных элементов заводского изготовления и монолитной части, объединяющей эти элементы в единое целое.

Возведение бетонных и железобетонных конструкций требует выполнения комплексного процесса, носящего обобщающее название «бетонные и железобетонные работы» и состоящего из устройства опалубки, армирования конструкций, бетонирования конструкций, выдерживания бетона в забетонированных конструкциях, распалубливания, а при необходимости и отделки поверхностей готовых конструкций. В результате выполнения этих операций из материальных элементов (цемента, наполнителей, воды, добавок, арматурной стали) получают готовый продукт – железобетонную конструкцию (сооружение).

5.1. Опалубочные и арматурные работы

Опалубка — это временная вспомогательная конструкция, служащая для придания требуемой формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции (или её части).

Опалубка состоит из опалубочных щитов (форм), обеспечивающих форму, размеры и качество поверхности конструкции и крепежных устройств, фиксирующих опалубочные щиты и леса в проектном положении.

В объемы, образованные установленными в проектное положение опалубочными щитами, укладывают бетонную смесь, где она твердеет, превращаясь в бетон заданной прочности. После достижения бетоном требуемой прочности, опалубку удаляют — производят распалубливание.

Опалубка должна отвечать следующим основным требованиям. Она должна быть прочной, устойчивой, не изменять формы под воздействием нагрузок, возникающих в процессе производства работ. Палуба (обшивка) опалубочного щита должна быть достаточно плотной, в ней не должно быть щелей, через которые может просочиться цементный раствор. Опалубка должна обладать оборачиваемостью, т. е. возможностью многократно использоваться. Чем выше оборачиваемость опалубки, тем ниже ее стоимость, отнесенная к единице объема готовой бетонной и железобетонной конструкции. Конструкция опалубки должна быть технологичной, т. е. легко устанавливаться и разбираться, не создавать затруднений при монтаже арматуры, а также при укладке и уплотнении бетонной смеси.

81

В практике отечественного массового промышленного и гражданского строительства отработаны и успешно применяются опалубки различных конструкций, из которых наиболее распространены следующие: разборнопереставная - при возведении массивов, фундаментов, стен, перегородок, колонн, балок, плит покрытий и перекрытий; блочная - при возведении крупноразмерных конструкций и их фрагментов; объемно-переставная (туннельная) - при одновременном возведении стен и перекрытий жилых и гражданских зданий; скользящая - при возведении вертикальных конструкций зданий и сооружений большой высоты; горизонтально-перемещаемая (катучая) – при возведении линейно-протяженных конструкций; несъемная – при возведении конструкций без распалубливания, с устройством гидроизоляции, облицовки, утепления и др.

В России сегодня около 95% всех видов бетонных и железобетонных конструкций бетонируют с применением разборно-переставных опалубок.

Разборно-переставная мелкощитовая опалубка обладает универсальностью при бетонировании самых различных монолитных конструкций и поэтому нашла наиболее массовое применение во всех видах строительства. Ее собирают из малоразмерных дощатых, стальных или фанерных щитов с обрамлением и ребрами жесткости. Деревянные щиты изготавливают из досок толщиной 25 мм, коробчатые щиты — из шпунтовых досок толщиной 28 мм, длиной и шириной кратно укрупненному модулю 400; 500; 600 мм.

На высоте опалубку опирают на леса, состоящие из стоек, расшивин (прогонов) и раскосов. В настоящее время наиболее перспективной является мелкощитовая опалубка «Монолитстрой», которая положена в основу проводимой унификации и типизации применяемых в стране опалубок этого класса.

Разборно-переставная крупнощитовая опалубка универсальна и мобильна в применении. Она позволяет механизировать опалубочные работы и снижать их трудоемкость, а также достигать хорошего качества поверхности. Среди различных опалубок этого типа получили наибольшее применение унифицированная стальная опалубка конструкции ЦНИИОМТП и крупнощитовая опалубка универсального назначения.

Опалубка ЦНИИОМТП включает щитовую модульную опалубку стен (рис.5.1) и опалубку перекрытий (рис. 5.2).

Крупнощитовая опалубка универсального назначения состоит из модульных щитов. Унификация размеров щитов позволяет устанавливать их в любых сочетаниях.

Леса, устраиваемые для поддержки разборно-переставных опалубок, состоят из стоек, прогонов (расшивин), раскосов и лаг, образующих жесткую пространственную конструкцию, фиксирующую опалубку в проектном положении. Леса бывают поэтажными и сквозными. Поэтажные леса поддерживают однотипные конструкции на каждом этапе.

82

Чаще всего поэтажные леса применяют при бетонировании плит перекрытий, балок и прогонов на высоте до 6 м.

Блочные опалубки применяют для бетонирования отдельно стоящих фундаментов под элементы каркаса, колонн, ригелей, ростверков и т. д. Блокформы изготавливают как неразъемными рассчитанными на раннюю (не позже 24 ч после укладки) распалубку, так и разъемными, которые имеют жесткое или шарнирное соединение элементов.

Более прогрессивными являются переналаживаемые блок-формы. Переналаживаемые блок-формы имеют пространственный жесткий каркас, к которому на вертикальных или горизонтальных шарнирных тягах крепятся створки. Пространственный каркас в виде порталов состоит из отдельных, соединенных между собой частей. В настоящее время основное применение находят блочнопереставные опалубки, которые являются результатом развития переналаживаемых блочных форм.

Блочно-переставная опалубка (рис. 5.3, а, ж) состоит из панелей, собранных из опалубочных щитов со стальной или фанерной палубой 1, угловых блокирующих элементов 4, стяжек 6, схваток 8, распределенных и установленных с помощью болтов 7 с шайбами 5 и распорных втулок 2. Важной составной частью опалубки являются доборные элементы 3, которые предназначены для дополнения щитов опалубки до размеров, соответствующих заданным размерам

85

Горизонтальная вставка 3 позволяет изменять толщину бетонируемых стен при использовании однотипных секций путем ее замены. Опалубку перемещают на катках 4, в рабочее положение устанавливают домкратом 5. Секции опалубки имеют ширину 1,2 и 1,5 м и массу от 85 до 100 кг/м2. Секции продольной стены имеют дополнительный щит, устанавливаемый с наружной стороны.

Горизонтально-перемещаемая (катучая) опалубка предназначена для бе-

тонирования протяженных конструкций с постоянной конфигурацией (цилиндрических сводов-оболочек, подпорных стенок, путепроводов и т. п.). Принципиальная схема катучей опалубки представлена на рис. 5.5. Катучую опалубку целесообразно применять для протяженных стен площадью не менее 200 м при высоте до 3 м и площадью 180 м2 при высоте стен 3—6 м, а также для замкнутых в плане стен (резервуары и т. п.) площадью не менее 450 м2 при высоте стен до 3 м и 400 м2 — при высоте стен 3—6 м.

Рис. 5.5. Принципиальная схема катучей опалубки:

1– щиты опалубки; 2– каркас; 3– контргруз; 4– катки; 5– рельс; 6– тележка

Скользящую опалубку применяют при возведении монолитных бетонных башенных копров, складов угля в виде силосов. В промышленном и гражданском строительстве скользящую опалубку используют при возведении элеваторов, градирен, метантенков, труб, ядер жесткости и стен зданий повышенной этажности.

Экономичность монолитного бетона определяется в значительной степени техническим уровнем опалубочных работ: в комплексе бетонных работ их стоимость в зависимости от типа конструкции достигает 15—20%.

Для изготовления опалубки наиболее часто применяют древесину, фанеру, сталь, а в последние годы и пластмассы.

Для механизации различных видов опалубочных работ применяют машины и оборудование, приведенные в табл. 5.1.

86

Таблица 5.1

Перечень оборудования и механизмов

Распалубка конструкций. Элементы боковой опалубки, не несущие нагрузки от веса конструкций, удаляют после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность поверхности и кромок углов этих элементов при снятии опалубки. Удаление несущей опалубки производится по достижении бетоном прочности (в процентах от проектной):

-для плит и сводов пролетом:

В современном строительстве ненапрягаемые конструкции армируют укрупнёнными монтажными элементами в виде сварных сеток, плоских и пространственных каркасов с изготовлением их вне возводимого здания и последующим крановым монтажом. Иногда сложные конструкции армируют непосредственно в проектном положении из отдельных стержней (штучной арматуры) и соединяют их в законченный арматурный элемент сваркой или вязкой. Сетка – взаимно перекрещивающиеся стержни, соединенные в местах пересечения сваркой.

Плоские каркасы состоят из 2, 3, 4-х и более продольных стержней, соединенных поперечными, наклонными или непрерывными (змейкой) стержнями. Их применяют для армирования балок, прогонов, ригелей и других линейных конструкций.

Пространственные каркасы несущих (опалубку и временные нагрузки) арматурных элементов изготавливают из жестких прокатных профилей с соединением их на сварке арматурными стержнями (рис.5.6).

Правила установки арматуры. Арматуру из вязаных сеток и каркасов или отдельных стержней устанавливают с соблюдением правил действующих технических условий:

87

Рис. 5.6. Сварные сетки и каркасы:

а — плоская сетка; б — рулонная сетка; в — каркасы плоские с двумя, тремя и четырьмя продольными стержнями; г— каркас балки; д — каркас колонны

сварные стыки стержней арматуры из стали, подвергнутой холодной обработке, располагают так, чтобы площадь стержней, стыкуемых в одном сечении, не превышала 25% общей площади рабочей арматуры;

-стержни арматуры в местах пересечения сваривают или скрепляют проволокой;

-хомуты каркасов колонн и балок располагают перпендикулярно рабочей арматуре, за исключением случаев, особо предусмотренных проектом;

-пересечения стержней с углами хомутов сваривают или связывают полностью, пересечения стержней с прямыми участками хомутов могут быть перевязаны или сварены в шахматном порядке;

-крюки угловых стержней при стыковании продольной арматуры ко-

лонн в нахлестку устанавливают под углом 45° к опалубке, крюки промежуточных стержней – под углом 90°, за исключением колонн малых сечений, бетонируемых с применением внутренних вибраторов. В этом случае крюки могут быть установлены под углом не менее 15°;

88

-концы хомутов каркасов колонн должны быть загнуты внутрь колонн; длина крюков должна быть не менее 60 мм при хомутах из стали диаметром до 8 мм и не менее 80 мм при хомутах из стали диаметром более 8 мм;

-стыки (замки) хомутов колонн располагают вразбежку (по вертикали) на пересечении с угловым продольным стержнем; в колоннах с перекрестными хомутами стыки их могут быть расположены на пересечении с одним из средних продольных стержней;

-расстояния в свету между стержнями продольной арматуры горизонтальных и наклонных элементов должны быть не меньше диаметра стержней, но больше 25 мм для нижней арматуры и 30 мм для верхней арматуры.

Стыкование сваркой рабочих стержней из горячекатной стали гладкого и периодического профиля на месте установки сварных сеток и каркасов производят в нахлестку или накладками; фланговых швов должно быть не менее двух. При соединении сеток стальной полосой общая длина фланговых швов должны быть не менее 10 d (d – диаметр, или номер профиля, рабочих стержней).

Стыкование сварных каркасов (с односторонним расположением продольных стержней) и сеток без сварки на месте установки осуществляют в нахлестку перепуском каркасов или сеток на длину, указанную в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Длина перепуска (нахлестки) сварных сеток и каркасов из стержней диаметром до 32 мм при стыковании их без сварки

Примечание: В элементах бетона марки 100 и 150 длину нахлестки для арматуры диаметром 16 мм и более увеличивают на 10d.

На стыковании сварных сеток из гладких стержней на длине стыка должно быть расположено не менее трех стержней распределительной арматуры. При стыковании сеток из стержней периодического профиля, расположенных в растянутой зоне конструкции, приварка стержней в пределах стыка, в случае увеличения длины нахлестки на 5d, не обязательна.

Стыки сварных сеток в направлении монтажных стержней выполняет нахлестку, причем расстояние между осями крайних рабочих стержней должно

89

быть не менее 50 мм при диаметре распределительной арматуры до 4 мм и не менее 100 мм при большем диаметре.

Сетки, оканчивающиеся на свободное поле, должны иметь хотя бы один поперечный стержень, расположенный за гранью поля; при невозможности выполнить это требование (при разрезке рулонных сеток) на концах рабочих стержней устраивают крюки или приваривают дополнительные поперечные стержни.

Толщину защитного слоя бетона для рабочей арматуры при отсутствии указаний в проекте следует принимать по данным табл. 5.3.

Требуемую толщину защитного слоя бетона обеспечивают укладкой под арматуру бетонных или цементных подкладок. При применении сварной арматуры допускается приварка к ней упоров из обрезков стали в случае, если они выходят на оштукатуриваемые поверхности конструкций.

Правильное положение верхней арматуры в плитах с двойной арматуры обеспечивают установкой («лягушек») из круглой стали; двойной арматуры в стенах и перегородках – установкой бетонных или цементных прокладок.

Монтаж арматуры основных конструкций. Армирование фундаментов производят сетками и каркасами, изготовленными в мастерских.

Одновременно с установкой арматуры фундаментов устанавливают арматурные стержни нижней части колонн. Верхние концы этих стержней выпускают над фундаментом на 30–40 диаметров для крепления к ним арматуры колонн, а нижние концы связывают хомутами и крепят к стенке фундамента.

Арматурные каркасы колонн устанавливают кранами, после чего нижнюю часть рабочих стержней сваривают или связывают со стрежнями, выпущенны-