Опалубка: виды и особенности
Опалубкой называют временную вспомогательную систему, состоящую из сборно-разборных элементов. Сложнее всего ее устанавливать для несущих наземных конструкций. К ним относятся колонны, стены и перекрытия. Одно из самых главных требований, предъявляемых к опалубке является возможность легко монтировать и разбирать ее, перемещать с одного объекта на другой. Демонтируя важно не повредить бетон после того, как смесь затвердеет. Поэтому на практике используются разные системы, способные облегчить труд работников.
Конструктивные особенности опалубочных систем
Опалубка может состоять из:
- формы для монолитной конструкции, которую и принято называть опалубкой;
- формообразующего элемента, состоящего из палубы и каркаса — это щит;
- деревянной или металлической несущей конструкции, именуемой рамой или щитом;
- поверхности, соприкасающейся с бетоном — это палуба щита;
- опалубочной панели, являющейся крупноразмерным элементом с криволинейной или плоской поверхностью;
- блока опалубки, предназначенного для углов конструкции;
- крепежных элементов, обеспечивающих соединение и надежное крепление, устойчивость и жесткость всех элементов;
- поддерживающих устройств, к которым относят рамы, распорки, стойки, подкосы, балки, леса и так далее.
Опалубка — это форма, обеспечивающая бетонируемой конструкции проектные размеры. В нее укладывается бетонная смесь. Конструкция разбирается лишь после ее полного затвердевания.
Требования, предъявляемые к конструкциям
Чтобы качество выполненных работ соответствовало стандартам, необходимо чтобы опалубка:
- была устойчивой, прочной и не меняла свою форму под воздействием нагрузки;
- не образовывала щелей, через которые подтекает цементная смесь;
- исключала появление на поверхности раствора раковин, наплывов и искривлений;
- не создавала при монтажных работах или укладке смеси затруднений;
- обладала оборачиваемостью, могла использоваться многократно;
- была экономичной.
Среди технологических требований отмечают:
- прогиб щитов менее 1/400 пролета;
- сопротивление расчетному давлению смеси до 8 кПа;
- массу для мелкощитовой конструкции до 30 килограммов на 1 квадратный метр.
Различают несколько видов опалубки: стационарные, применяющиеся однократно и инвентарные, которые можно разобрать и с легкостью переместить на другой объект. Способность видоизменяться — это один из основных признаков эффективности любой опалубочной системы. от веса щитов и сложности процесса сборки зависит весь комплекс бетонных работ.
Типы инвентарных опалубочных систем
Вид опалубки выбирается исходя из типа конструкции, технологических и организационных работ, а также размера сооружений. Чаще всего в строительстве применяются: крупно- и мелкощитовые, а также балочно-ригельные и модульные опалубки (к ним же относятся: разборно-, подъемно-, объемно-переставная, скользящая и горизонтально-перемещаемая).
Особенности крупнощитовой системы
Щиты опалубки состоят из стальных разборных и V-образных профилей с палубой из ламинированной фанеры толщиной 1,5-1,8 сантиметров. Конструкция монтируется из щитов, соединенных между собой угловыми и шарнирными щитами, выдерживающими нагрузку в 8 т/м2.
Соединяется и выравнивается опалубка клиновыми и удлиненными замками, вставляющимися в специальные крепежные желоба. Впоследствии делается армирование, а также стягивание элементов шпильками в 17 миллиметров и специальными гайками. Конструкция многофункциональна, ведь ее можно собирать как вертикально, так и горизонтально.
К преимуществам крупнощитовой опалубочной системы относят:
- высокую скорость возведения объектов с ее применением;
- технологическую гибкость;
- простоту сборки.
Среди недостатков отмечают максимальное количество операций с участием кранов, сложность в обеспечении качества бетонной смеси, особенно в углах ячеек.
Применяются крупнощитовые опалубки при бетонировании крупноразмерных конструкций, а также для стен, колонн, фундамента, перекрытий. Активно используются при возведении жилых сооружений.
Особенности мелкощитовой опалубки
Это конструкции с прочным стальным каркасом, широким ассортиментом комплектующих элементов. С ее помощью можно укладывать бетонную смесь в форму любой сложности.
Со сборкой мелкощитовой системы с легкостью справится и один человек. Конструкции создаются на оборудовании, гарантирующем точность размеров. Опалубку чаще всего применяют на площадках, где не нужен подъемный кран.
Среди особенностей конструкции можно отметить:
- переносимые вручную элементы;
- возможность быстро реализовать решения любой конструктивной сложности;
- применимость как для фундаментов, так и для несущих стен;
- способность выдержать давление строительной смеси в 40 килоньютон на квадратный метр;
- готовность к применению в момент доставки на стройплощадку;
- простоту сборки.
Панели собираются между собой как горизонтально, так и вертикально. Благодаря этому опалубку можно использовать при возведении стен с любой высотой и длиной. Части конструкции можно перемещать подъемным краном, а удобство монтажа и технику безопасности обеспечивают опорные кронштейны. Для соединения щитов применяются ударные замки, обеспечивающие надежный зажим в 3-х точках.
Для уменьшения числа стяжек, экономии рабочей силы, уменьшения количества отверстий бетоне предусмотрена выравнивающая балка. Она позволяет собирать панели без накладного зажима.
Среди преимуществ конструкции можно отметить технологическую гибкость и применимость на стройплощадке легких кранов. К недостаткам относят необходимость предусматривать дополнительные меры, обеспечивающие качество поверхностей и высокую трудоемкость.
Мелкощитная опалубка применяется при бетонировании разных конструкций, включая вертикальные, горизонтальные и наклонные поверхности со сложной геометрией.
Особенности балочно-ригельной системы
Конструкция подходит для монолитного сборного строительства. С ее помощью можно возвести дом, включая потолочное перекрытие, колонну, подпорную или фундаментную стену. Поверхность бетона получается ровно и не нуждается в дальнейшем выравнивании.
Преимущества балочно-ригельной системы в:
- возможности возводить прямо- и криволинейные стены, колонны разного сечения;
- упрощении работ на стройплощадке;
- повышенной прочности;
- небольшой стоимости;
- возможности перемещать по площадке при помощи крана;
- высокой скорости сборки;
- гибкой адаптации под работы любой сложности и планировки;
- многократном использовании панелей, что минимизирует расход материала и затраты на все строительство;
- применимости одинаковых элементов к бетону, оказывающему разное давление;
- совместимость с иными видами опалубки.
Конструкция применяется и в промышленном и в коттеджном строительстве, в создании опор, стен и многих других видов сооружений.
Особенности модульной опалубки
Модульные опалубочные системы применяются в промышленном и гражданском строительстве. На практике наиболее распространены:
- Блочные, которые чаще всего устанавливаются при возведении жилых сооружений менее 16 этажей высотой. Они монтируются непосредственно на стройплощадке из модулей, образуя замкнутый круг.
- Разборно-переставные, использующиеся для сооружения балок, колонн, стен, плит перекрытий и покрытий, фундамента, перегородок. Они возводятся из металлических и деревянных плотно состыковывающихся между собой щитов. Для соединения элементов используются проволочные скрутки или временные распорки.
Модульная опалубка отличается простотой технологии сборки и возможностью собрать ее и неквалифицированными работниками. Среди недостатков отмечают технологическую гибкость и большой вес конструкции. Применяется она при бетонировании лифтовых шахт, фундамента, внутренней поверхности замкнутых ячеек в жилых сооружениях, а также различных монолитных конструкций.
Особенности подъемно-пневматической опалубки
Это формообразующая гибкая воздухоопорная оболочка или пневматические поддерживающие элементы с оболочкой, которая поддерживается в рабочем состоянии благодаря избыточному давлению воздуха.
По технологии возведения конструкции работа начинается с расстилки пневмоопалубки на забетонированный фундамент в виде основания и крепления ее к анкерам. Затем крепятся специальные открылки. Следующий шаг — укладка слоев облицовки, гидро-, паро- и теплоизоляции, гибкой сварной сетки и бетонной смеси. Последняя уплотняется при помощи виброреек или вибраторов. До схватывания бетона, в пневмоопалубку нагнетается избыточное давление в 2,5-3,0 кПа, что позволяет гибким тканевым лепесткам формы наползти на конструкцию, изогнуться и приобрести проектную форму. Таким образом получают сводчатые и купольные покрытия. Их диаметр до 12 миллиметров, а пролеты могут быть в пределах 6-18 метров.
Среди недостатков подъемно-пневматической опалубки стоит отметить:
- неуправляемую деформацию свежеуложенного бетона;
- возможное случайное изменение геометрии каркаса;
- нарушение структуры бетонной смеси, ухудшение его физических и механических характеристик;
- низкий уровень технологичности;
- большой объем ручных работ при строительстве.
Чтобы ускорить процесс затвердевания бетона, смесь прогревается теплым воздухом, подающимся с использованием специального генератора.
Особенности подъемно-переставной опалубки
Применяется при возведении высотных конструкций со сложной геометрией поперечного сечения сооружений. Собирается из щитов, креплений, отрывных, а также подъемных приспособлений.
Для закрепления щитов используется подъемная головка, устанавливающаяся в шахтоподъемнике. На ней же закрепляется рабочая площадка, бункер для бетонной смечи, подвесные леса, лебедка лифта.
Размеры внутренних щитов 550х1250 миллиметров. Они устанавливаются внахлест в 3 яруса, а крупнощитовая опалубка размерами 600х2600 миллиметров в 1. Для закрепления соседних ярусов используются поперечные накладки.
Среди преимуществ конструкции отмечают возможность возводить без установления лесов вертикальные стены высотных сооружений. Подъемно-переставная опалубка максимально подвижна и идеально подходит для сооружения бетонных каркасов со сложной геометрией, а также при переменном сечении конструкций. Например, дымовые трубы, градирен, силосные сооружения, опоры мостов и так далее.
Особенности объемно-переставных опалубочных систем
Этот вид опалубки применяется для возведения внутренних стен в зданиях, а также межэтажных перекрытий. Объемно-переставная система состоит из крупного опалубочного блока, который монтируется и переставляется монтажным краном. Она выполняется Г- и П-образной формы
Конструкция состоит из потолочной и двух стеновых панелей, которые соединены между собой шарнирами, поддерживающими устройствами и закреплены специальными приспособлениями и распалубкой. После сборки конструкция образует тоннели. Секции могут менять свою ширину и длину.
К конструктивным особенностям объемно-переставной опалубки относят:
- возможность перекатывать опоры при перемещении секций;
- наличие системы домкратов, предназначенных для монтажа и проверки в проектном положении;
- систему раскосов, обеспечивающую пространственную жесткость.
Такой вид опалубки применяется для зданий с высотой этажей в 2,8-3,3 метра, а также толщиной перекрытия до 16 сантиметров.
К преимуществам конструкции относят возможность бетонировать стены и перекрытия, повышенное качество построенных сооружений, а также звукоизоляцию и точность взаимного расположения элементов.
Особенности скользящих опалубочных систем
Применяются при возведении вертикальных конструкций с большой высотой. Ее отличительная особенность — возможность скользить по затвердевающей поверхности бетонной смеси благодаря домкратным стержням, расположенным через каждые 1,5-2 метра по всему периметру стены.
Щиты скользящей опалубки имеют высоту 1,1-1,5 метра. Между собой они связываются домкратными рамами из стали, на которые опираются фермы или прогоны настила. Сюда же подвешиваются подмостки, которые позволяют сделать отделку бетонируемой конструкции. На рамы устанавливаются электрические либо гидравлические подъемные механизмы, которые обеспечивают скольжение опалубочной системы и освобождение бетона.
Такой вид опалубки применим при возведении стен, силосных резервуаров, труб и прочих сооружений высотой более 20 метров и толщиной более 12 сантиметров. К ее преимуществам относят высокую скорость работ, максимальную технологическую гибкость, а также минимальный объем необходимого для строительства металла. Недостаток один — это сложное устройство перекрытий.
Особенности горизонтально-перемещаемых опалубочных систем
Катучая опалубка применяется при возведении линейно-протяженных конструкций. Она состоит из щитов и каркаса, собирающихся на полозьях или тележках. Перемещается по рельсам благодаря электродвигателям или лебедкам.
Горизонтально-перемещаемая опалубка возводится для строительства сооружений с большой протяженностью. К таким относят стены, перекрытия, покрытия, коллекторы, тоннели, плотины, водоводы и так далее.
Среди преимуществ конструкции стоит отметить возможность механизировать процедуру бетонирования.
Виды несъемных опалубок
Такая опалубочная система представляет собой панели или блоки, которые монтируются в единую конструкцию. Как правило, форма используется при укладке монолитного железобетона. По окончанию процесса затвердевания смеси, опалубка остается неотъемлемой частью сооружения. Она выполняет несколько функций: защитную, декоративную и облицовочную.
Опалубки-облицовки различают по видам несъемных систем:
- железобетонные;
- армо- и стеклоцементные;
- декоративные;
- металлические;
- блоки с пустотами из вспененного полистирола;
- стекломагнезитовые каркасные;
- сетчатые.
К преимуществам конструкции можно отнести возможность снижения трудозатрат и стоимости опалубочных работ. Несъемные опалубочные системы применяются при бетонировании крупных монолитных сооружений с жестким армокаркасом и простой геометрией.
Материалы, применяющиеся для опалубочных систем
На выбор вида и материала, из которого будет возведена опалубка, влияет ее назначение. Чаще всего
при строительстве используются:
- Деревянные или деревометаллические. Важно, чтобы влажность древесины была менее 25%. Чаще всего используются фанера, но можно применить и доски. После затвердевания бетонной смеси поверхность получается ровной и гладкой.
- Металлические пластины. Они просты в монтаже и демонтаже, универсальны, после затвердевания смести поверхность бетона обретает высокое качество. Если строительство монолитное, металлическую опалубку монтируют на фундамент. В результате чего возводят колонны и стены с толщиной до 70 сантиметров.
- Железобетонные конструкции. Подходят для возведения элементов опор для мостов, подпорных и набережных стен, крупных инженерных сооружений. Чтобы предотвратить сцепление с бетоном, опалубку покрывают смазкой.
- Надувные резиновые или тканевые конструкции. Используются при возведении сложных объектов (купол, свод пролета и прочее). Запроектированную геометрическую форму обретает благодаря нагнетанию воздуха.
- Пластмассовые щиты размером 60х30 сантиметров. Их используют для опалубки стен, соединяют между собой ключами с использованием доборных элементов. Ребра жесткости фиксируются талрепами и винтовыми стяжками. Поверхность застывшей бетонной смеси всегда получается гладкой и не требующей отделки.
- Армоцементные плиты толщиной 1,5-2 сантиметра. Они производятся их армированного мелкозернистого бетона. Чтобы придать опалубке нужную форму, достаточно до нанесения смеси изогнуть проволочную сетку.
Кстати, чтобы качество бетонной поверхности не ухудшалось, а работы по распалубке не затруднялись, стоит наносить на поверхности любого материала специальную смазку (пленкообразующую, гидрофобизирующую, комбинированную, вскрыватели, замедлители схватывания)
Прежде чем выбрать тот или иной вид опалубки, важно понимать их конструктивные особенности и назначение. От этого зависит производительность, необходимое количество работников на объекте, наличие специальной техники и временные затраты на монтаж и демонтаж конструкции.
Как получить высокопрочный промышленный бетонный пол?
Промышленный бетонный пол может быть базовым и финальным напольным покрытием. Задействуют его не только на производственных объектах, но и в большинстве торговых, офисных центрах, в общественных зданиях. Благодаря современным технологиям промышленные бетонные полы не только улучшили и без того качественные характеристики по износостойкости и прочности, но и стали иметь интересные дизайнерские решения.
Под длительной защитой
В настоящее время все активнее при строительстве различных объектов задействуются промышленные полы с топпингом - специальной смесью, укрепляющей верхний слой бетонного покрытия. Топпинги имеют свои разновидности (на основе кварца, корунда или металла), а также различаются по способу нанесения (сухой на бетонную поверхность, влажный на влажную, влажный на сухую).
По словам менеджера по продукту «Промышленные полы» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дарьи Волововой, при выборе топпинга важно знать, каковы будут условия эксплуатации пола на объекте. В первую очередь важны такие показатели, как истирающая и ударная нагрузка, к тому же вид наполнителя значительно влияет на показатель износостойкости упрочняющей смеси. Но, при этом, долговечность готового пола зависит и от множества других факторов. Бывают ситуации когда хорошо выполненный пол с кварцевым топпингом эксплуатируется лучше, чем пол с корундовым топпингом, затертым в сложных условиях. Также на рынке есть т.н. литые топпинги, технология нанесения которых отличается от традиционной порошковой. Как правило, такие топпинги в момент нанесения не рассыпаются на поверхность бетона в сухом виде, а укладываются слоем затворенного водой материала. С точки зрения конечных характеристик такой вариант более предпочтителен, так как финишный слой пола состоит из чистого упрочнителя, а не перемешанного с бетоном в процессе укладки.
Несмотря на то, что классическая «порошковая» технология упрочнения бетонных полов очень распространена на рынке, добавляет эксперт, она является одной из самых сложных с точки зрения соблюдения нюансов выполнения работ. Большая доля успеха лежит в хорошо подобранной рецептуре бетона и стабильности характеристик бетонной смеси в течение каждой заливки. Также большое значение имеют условия производства работ. Топпинги, как любой цементный материал, требуют правильного температурно-влажностного ухода непосредственно после окончания работ, а также контроля условий окружающей среды в процессе монтажа.
«В 2020 году ввиду активного роста сегмента логистики, когда открывались и расширялись складские площади интернет-магазинов, топпинги, на мой взгляд, стали покупаться активнее. При этом, спрос на ремонт и обновление старых бетонных полов становится все более актуальным в последнее время. Мы это видим по большому количеству запросов на технологию выполнения т.н. топпинга по старому бетону - тонкослойного высокопрочного финишного покрытия MasterTop 135PG или MasterTop 450PG. Эти материалы позволяют обновить существующий бетонный пол без значительного поднятия отметки пола»,- подчеркивает Дарья Воловова.
Руководитель Учебно-Технического Центра АО «ГЛИМС-Продакшн» Владимир Хрипунов продолжая тему сообщил, что в настоящее время основные требования при обустройстве промышленных полов предъявляются к марочной прочности бетонной смеси, от которой зависят все остальные свойства готового напольного покрытия - стойкость к истиранию, внешний вид и прочее. Кроме того, для торговых и выставочных залов высокое значение имеет возможность колеровки напольного покрытия. Хотя в данном сегменте встречаются и требования в стиле индустриальный лофт. Например, все напольные покрытия торговых центров «Леруа мерлен» серые – как классические промышленные полы.
Оптимальное обустройство
При заливке промышленных бетонных полов очень часто используется несъемная опалубка, а также рельс-формы. Данные системы помогают оптимальному проведению работ и улучшает качество напольного покрытия.
Руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов отмечает, что несъемная опалубка не требует демонтажа после заливки бетона, что экономит время и рабочую силу. За счет своей конструкции она одновременно выполняет функцию деформационного шва. Использование такой системы обеспечивает более быстрый и легкий способ укладки бетона, а также получение полов высокого качества, не требующих технического обслуживания. Несъемную опалубку можно использовать при устройстве полов толщиной от 100 мм на грунтовом основании или бетонной подготовке. С экономической точки зрение применение несъемной опалубки позволяет избежать дорогостоящего ремонта с заменой чернового и основного покрытия; повышает устойчивость к динамическим нагрузкам; обеспечивает долговечность конструктивной основы.
По словам эксперта, рельс-формы оптимальны для создания полов в небольших промышленных помещениях, таких как: гаражи, площадки подземных или крытых автостоянок. Также они применяются при устройстве бетонной стяжки поверх плиты перекрытия. Для устройства промышленных полов большой площади применяются деформационные профили, обеспечивающие передачу усилий с одной карты заливки на другую. Их стоимость в сравнении с рельс-формами существенно выше и зависит от конструктивного исполнения.
«Рынок промышленных полов постоянно развивается, появляются современные виды топинговых покрытий, улучшаются прочностные характеристики. Системы деформационных профилей также совершенствуются, учитывая потребности рынка. Увеличивается несущая способность систем для передачи усилий, улучшается форма силовых профилей, обеспечивая максимально ровное сопряжение с поверхностью бетонной плиты. В частности, не так давно появилась новая система профилей, выполненных в форме синусоиды. Данные профили успешно применяются в зоне интенсивного движения специальной техники с роликовыми колесами. В ближайшее время наша компания планирует выпуск деформационных швов с силовыми профилями в такой форме»,- сообщил Игорь Тихонов.
При ремонте бетонного пола часто проводится и его фрезеровка. Это позволяет ускорить сроки, а также качество ремонта. Генеральный директор "Швамборн Рус" Иван Минчев обращает, что при выборе фрезеровальной (шлифовальной) машины следует правильно оценить экономическую выгоду использования более дорогой или дешевой модели, ее технологические характеристики, срок службы, бренд и т.д. Также, добавляет он, важно четкое соблюдение правил эксплуатации данного оборудования. В частности, фрезерный ротор, ламели и оси ротора нужно проверять на пригодность после каждой эксплуатации и при необходимости заменить на новые. Фрезеровальная машина по бетону всегда должна работать вместе со соответствующим пылесосом – это единый рабочий комплекс. Как и каждый автомобиль, она должна проходить техническое обслуживание раз в году.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.