Опалубки для изготовления монолита бетона
В процессе строительства постоянно возникает необходимость в изготовлении бетонного раствора, что необходимо для формирования стен и перекрытий зданий. Для выполнения такой работы используются опалубки, которые ограничивают перемещение бетонной смеси в определенных рамках. Их конструкция имеет множество разновидностей и зависит от вида проводимых работ. Подробно мы говорили об этом здесь.
Общие правила монтажа опалубки
Вне зависимости от разновидности конструкции, в состав опалубки входят щиты, зафиксированные специальными упорами. При этом в каждом конкретном случае опалубка имеет свои индивидуальные особенности. Однако их монтаж осуществляется на основании общих правил. Сначала ведутся подготовленные работы, состоящие в следующем:
- На начальной стадии со строительной площадки убирается весь присутствующий на ней мусор.
- Ведется проверка горизонтальности участка. При наличии неровностей их устранение ведется путем среза почвы. При этом не допускается заполнение углублений путем подсыпки щебня.
- По углам будущего помещения фиксируются маяки. Они должны быть точно выставлены без отклонений по горизонтали и вертикали.
Далее происходит непосредственный монтаж опалубки. С этой целью подбираются доски, деревянные щиты, также может быть использована фанера.
Во время сборки опалубки придерживаются следующих условий:
- При использовании щитов они должны иметь квадратную или прямоугольную геометрию. Это наиболее оптимальная форма конструкции, которая может иметь произвольные параметры. Если в качестве исходного материала для опалубки применяются доски, то их торцы тщательно подгоняются, чтобы через стыки не выливался раствор. Обычно они берутся толщиной 40 мм. Также обращается внимание на отверстия, образовавшиеся после выпадения сучков, которые обязательно забиваются паклей.
- Если используется фанера, то толщина листа должна быть не менее 15 мм.
- Во время монтажа опалубки ее стенки должны быть обязательно укреплены распорками. Это необходимо для того, чтобы под давлением раствора не произошло расширения конструкции.
- Перед заливкой смеси внутрь опалубки прокладывается гидроизоляция. Делается это для того, чтобы жидкий бетон надежно удерживался в своих границах.
Иногда опалубка изготавливается из пластика. Такой материал отличается долговечностью и прочностью. При этом он имеет высокую стоимость. Однако пластиковая опалубка себя окупает, поскольку она может использоваться несколько раз.
Процедура установки опалубки происходит в следующем порядке:
- После окончания разметки на территории начинается выкапывание траншеи.
- Если планируется опалубку изготавливать из досок, то они сбиваются до получения конструкции нужных параметров.
- Начинается монтаж опалубки. Она обязательно проверяется на вертикальность расположения. После этого конструкция скрепляется поперечинами.
- Установленная опалубка снаружи подпирается распорками.
Внутренняя часть конструкции устилается пленкой, которая выполняет функцию гидроизоляции и предотвращает вытекание из щелей бетона.
Разновидности изделий для стен
При изготовлении фундамента параметры опалубки не имеют больших размеров. Если происходит формирование бетонных стен, то для нее требуется применение особой конструкции. Связано это с необходимостью создания мощного монолита. В процессе заливки бетона идет сильное давление на опалубку, поэтому при изготовлении опалубки особое внимание уделяется ее прочности. Для этого могут быть использованы такие материалы как металл, доски, пенополистирол, листы OSB или фанера.
При формировании бетонных стен конструкции опалубки бывают двух видов:
- Съемная. Она чаще всего изготавливается из металла, но до этого могут использоваться и доски. Перед их применением поверхность древесины обязательно тщательно обрабатывается. Такой вид опалубки выполняет свои функции только до затвердевания бетона, а затем она убирается.
- Несъемная. Изготовление такого вида опалубки ведется из теплоизоляционных материалов. Связано это с тем, что после окончания строительных работ она остается на месте. В результате помещение утепляется, и у него улучшается качество звукоизоляции. Об особенности конструкции несъемных опалубок можно почитать здесь.
Как и монтаж фундамента, изготовление опалубки требует серьезного подхода. В первую очередь это касается расчета будущей конструкции. Во время его проведения в качестве исходных данных используются следующие показатели:
- объем будущего пространства, в которое планируется заливать бетон;
- толщина изготавливаемого монолита.
Затем начинаются расчеты опалубки, на основании которых определяются следующие показатели:
- необходимая несущая способность будущей опалубки;
- подготовка требуемого количества материалов для изготовления конструкции;
- разрабатывается технология ее изготовления.
После проведения всех расчетов определяется число опор, которые будут располагаться снаружи опалубки с целью ее усиления под воздействием внутренних усилий. Также обязательное условие — определение стоимости конструкции.
Использование древесины
Если планируется изготовление опалубки из древесины, то часто для такой цели подбираются доски. После обработки торцов они сбиваются в щиты. В этом случае при заливке стен или перекрытий конструкция имеет увеличенные параметры. Также возможно изготовление деревянной опалубки путем использования ОSВ. При этом основным условием является хорошая пропитка материала, так как важно, чтобы он обладал высокой влагостойкостью.
Для усиления конструкции снаружи крепятся ребра жесткости. Иногда они выступают в качестве элементов наружной фиксации для устранения деформации опалубки при сильных внутренних усилиях. Кроме того, для таких целей также применяются деревянные бруски. Наружная часть может быть ограничена колышками, прижимными досками или подкосами.
Если опалубка состоит из нескольких частей, то между собой они скрепляются с помощью стяжек или проволочных элементов. При этом основным условием является устранение всех щелей между досками, через которые может выйти наружу раствор. На основании существующих стандартов максимальная величина зазора может составлять не больше 3 мм. Чаще всего жидкая смесь выходит наружу во время ее трамбовки. Иногда появляется только одна вода, что тоже относится к негативному явлению из-за снижения общего количества раствора. Чтобы полностью устранить такое явление, лучше всего даже небольшого размера щели между древесным материалом устранять с помощью пакли.
Опалубка из металла
Хорошим вариантом является изготовление опалубки из металла, в качестве которого может быть использован листовой прокат толщиной порядка 1,5 мм. Основанием для этого служит каркас. В его состав входят следующие элементы:
- трубы;
- уголки;
- металлический лист.
Сначала к трубам привариваются уголки, а затем с помощью саморезов или сварки крепится лист. Такая конструкция относится к съемной разновидности.
Другим вариантом металлической опалубки съемного типа является конструкция в виде обрешетки. В ней ячейки имеют квадратную форму, а размер стороны может лежать в пределах 0,2-0,4 м. Тут многое зависит толщины используемого металлического листа.
Чтобы конструкция обладала увеличенной жесткостью, в верхней части изделия привариваются перемычки. Их присутствие уменьшает возможность расхождения элементов опалубки. Во время заливки бетона внутри прокладываются трубы для прохождения коммуникационных систем.
Как только раствор помещается внутрь опалубки, щитам обеспечивается неподвижное состояние. Это осуществляется фиксацией распорок снаружи, для чего могут быть использованы металлические трубы или деревянные балки.
Демонтаж съемной конструкции
Съемная опалубка используется только до момента застывания монолита, а после этого убирается. Период ее использования может продолжаться до недели, хотя при хорошей погоде опалубка снимается уже через несколько дней. Здесь многое зависит от климата региона. Демонтируется опалубка за несколько шагов:
- Сначала снимаются сцепляющие элементы, которые удерживают состыкованные между собой щиты.
- С наружной стороны убираются откосы или другие элементы, которые предотвращают расширение опалубки.
- После освобождения конструкция осторожно снимается.
Процедура демонтажа опалубки требует аккуратного проведения работы. Ее снятие возможно только в том случае, когда присутствует уверенность, что бетон полностью затвердел. Процесс начинается с отклонения щитов от самой верхней точки, и только после этого они убираются.
Особенности несъемной опалубки
Если при формировании монолита используется несъемная опалубка, то после окончания проведения работ она не снимается. В результате строение дополнительно утепляется. Для удержания конструкции в ее состав входят блоки, с присутствующими в них замками для фиксации. Изготавливаются несъемные опалубки из следующих материалов:
- Пенополистирол. Опалубка обладает высокой прочностью. За счет небольшого веса с ней удобно работать. Такой материал хорошо пропускает воздух, что является его существенным преимуществом. После установки опалубки из пенополистирола в доме формируется дополнительная теплоизоляция.
- Арболитобетон. Материал содержит в себе дробленую древесину, цемент и некоторое количество химических добавок. Его особенностью является наличие в нем пузырьков воздуха. В результате изделия не подвергаются гниению и имеют хорошую влагостойкость.
- Фибролит. В основе таких опалубок лежит древесная стружка вместе с каустическим магнезитом. Полученные изделия обладают высокой морозостойкостью и экологической чистотой.
Пенополистирол чаще всего применяется для несъемных опалубок. Связано это с его небольшим весом, что отражается на удобстве монтажа. Соединение плит ведется между собой установкой замков и ряда перемычек. В результате обеспечивается цельность конструкции и не требуется применение подпорок. Внутри опалубки изготовлены пазы, позволяющие обеспечить качественное сцепление материала с застывшим монолитом. Внешняя сторона гладкая, поэтому на ней удобно вести финишную отделку.
Скользящая конструкция
Использование при формировании бетонных стен скользящей опалубки считается новаторским вариантом. В состав такой конструкции входят следующие компоненты:
- Щиты. Они могут быть изготовлены из металла, также используется еще фанера. С учетом геометрии стен щиты бывают разной конфигурации.
- Домкратная рама. С ее помощью опалубка выдерживает вес всей конструкции.
- Домкратные стержни. Они имеют вид толкателей, у которых щиты во время выполнения строительных работ можно перемещать в разных направлениях. Достигается это ручным способом или с помощью электрического двигателя.
- Направляющие. Это элементы, по которым перемещаются щиты.
В том случае, когда в качестве исходного материала для скользящей опалубки используется металл, на его внутреннюю сторону обязательно наносится специальный состав. Делается это с целью устранения прилипания застывшего бетона к металлической поверхности.
После установки опалубки она заполняется раствором. На следующем этапе щиты перемещаются вверх по металлическим направляющим. В нужной точке они соединяются болтовыми соединениями. Основным условием являются контроль вертикальности их положения.
Существующие скользящие опалубки изготавливаются двух видов:
- Крупнощитовая. При ее монтаже обязательно требуется использование специализированной техники, поскольку опалубка обладает большим весом. Также с помощью оборудования ведется последующая трамбовка бетона.
- Мелкощитовая. Это конструкция небольшого веса, поэтому ее установка ведется вручную. Такую опалубку удобно использовать при строительстве здания любого размера.
Преимуществом обоих видов скользящих опалубок является то, что их можно использовать при возведении стен здания любой геометрии. Они применяются во время строительства круглых и прямоугольных помещений, поскольку есть возможность ведения заливки бетона выпуклых и вогнутых поверхностей.
Установка скользящей опалубки ведется за несколько шагов:
- Опалубка, которая ранее использовалась, тщательно очищают от налипшего бетона. Также просматривается вся конструкция и устраняются найденные на ней дефекты.
- На внутреннюю поверхность опалубки наносится смазывающая эмульсия.
- Устанавливаются домкраты с направляющими стержнями. Для этого последние замуровываются в фундамент помещения.
- Составляется короб. В его состав входит дно, а также внутренние и внешние щиты. Устанавливается он на домкратную раму.
- На основании составленного проекта внутрь короба закладывается армирующий пояс.
- Чтобы правильно выдержать будущую ширину бетонного монолита, при установке опалубки используются специальные шаблоны. Они в количестве от двух единиц также закладываются в короб.
- Заливка бетона ведется рабочими. Располагаются они на подмостках, которые подвешиваются к сторонам короба.
- После заполнения всей полости жидким бетоном и его последующего затвердевания вся конструкция с помощью домкратов поднимается на требуемую высоту.
Скорость работы по возведению бетонного монолита может составлять до 4 м в сутки.
Применение скользящей опалубки обладает рядом следующих преимуществ:
- высокая скорость заливки монолита;
- малое количество задействованных специалистов;
- большая экономия средств при проведении работы.
При этом следует отметить и недостатки таких изделий:
- сложность конструкции, что требует для ее установки привлечения работников высокой квалификации;
- потребность постоянной доставки бетонного раствора и недопустимость перебоев в работе.
Однако при анализе больших преимуществ использования скользящей опалубки эти недостатки полностью перекрываются существенными достоинствами.
Опалубка для формирования перекрытий
Для заливки бетонных перекрытий к опалубке предъявляются особые требования. Она должна быть прочной, надежной и способной выдерживать большой вес монолита. Сборка конструкции ведется на высоте и состоит из ряда этапов:
- По периметру всех стен устанавливаются телескопические стойки на расстоянии 1 м. При этом все они должны заканчиваться на одном горизонтальном уровне.
- Сначала укладываются на опоры продольные брусья, а затем поперечные деревянные балки с шагом 20-60 см.
- Сверху крепится саморезами фанера.
- В качестве вертикального ограждения используются доски толщиной 30-40 мм. Поскольку опалубка является съемной, внутри нее прокладываются трубы, через которые потом протягиваются инженерные коммуникации.
Существенным преимуществом опалубки для перекрытий является ее возможность многоразового применения, поскольку после формирования монолита она демонтируется, очищается и пускается в повторное использование.
Для возведения бетонных стен и перекрытий вопрос применения опалубок существует постоянно. Это обеспечивает им стабильную модернизацию. С течением времени конструкции все более усложняются, что приводит к их совершенствованию. В результате появляется возможность увеличения скорости проведения работ с уменьшением затратных составляющих.
Jet-grouting как он есть
По просьбе «Строительного Еженедельника» руководитель проектов АО «Нью Граунд» Светлана Рубцова рассказала о струйной цементации — одной из современных технологий, все больше завоевывающих популярность на строительном рынке.
— Jet-grouting, или технология струйной цементации, или струйная геотехнология, заключающаяся в разрушении и перемешивании грунта высоконапорной струей цементного раствора, позволяет получать практически любой формы и размеров грунтоцементный массив, который обладает достаточно высокими прочностными и деформационными показателями, более чем на порядок превышающими характеристики грунта. Эта технология решает множество задач и делает возможным улучшать естественные основания, усиливать фундаменты. Кроме того, она эффективно используется для ограждения котлованов и создания противофильтрационных завес, в том числе в стесненных условиях работы.
Руководитель проектов АО «Нью Граунд» Светлана Рубцова
Струйная цементация применима практически в любых видах грунта. Jet-grouting активно используется при реконструкции зданий и сооружений, в том числе памятников архитектуры. Сегодня это эффективный способ повысить несущую способность здания при увеличении нагрузки и незаменимое средство для сохранения исторических зданий посредством усиления старых фундаментов.
Спектр представленного на российском рынке оборудования достаточно широк и включает в себя как малогабаритные машины, типа УКБ, весом всего до 500 кг, так и большие установки, весом до 20–25 тонн. Существующее оборудование позволяет проводить работы на любых строительных площадках и при новом строительстве, и из подвалов существующих зданий и в производственных помещениях.
В России не так много специалистов по технологии струйной цементации, но они есть, поскольку популярность технологии растет. Большая часть компаний располагает 1–3 установками. В нашей компании сейчас работает 21 действующий комплекс для струйной цементации. Можем с уверенностью заявить, что на сегодняшний день компания «Нью Граунд» является самым крупным игроком на рынке этих услуг.
География нашей работы включает множество регионов — от Мурманска до Владивостока. Наши специалисты — настоящие профессионалы своего дела, с профильным образованием и большим опытом работы в этой сфере. Мы предоставляем полный комплекс услуг от инженерно-геологических изысканий до проектирования и реализации строительно-монтажных работ.
К сожалению, все еще не все строительные компании на рынке знакомы с технологией струйной цементации, но интерес к ней явно растет. Мы считаем, что в будущем она будет развиваться все активнее.
К примеру, технология может быть эффективно использована в районах, где строительство проводилось на вечномерзлых грунтах. В связи с повсеместным изменением климата и растеплением грунтов здания могут начать давать неравномерную осадку, и как раз для стабилизации осадок может прийти на помощь jet-grouting. Кроме того, в современных мегаполисах плотность застройки постоянно возрастает и все чаще необходимо оборудование, позволяющее работать в стесненных условиях, что опять-таки характерно для струйной цементации.
Новые СП — новая эффективность
Модернизация нормативной базы — одна из застарелых проблем строительной отрасли, что находит отражение и в критике со стороны руководства страны. Тем более важно появление каждого нового нормирующего документа, особенно в столь важной сегодня сфере, как развитие транспортной инфраструктуры.
С 1 июля 2021 года вступили в действие актуализированные СП 35 «Мосты и трубы» и СП 122 «Тоннели железнодорожные и автодорожные», регламентирующие проектирование и строительство транспортных сооружений.
Работа по актуализации стандартов организована ФАУ «ФЦС» и выполнена АО «ЦНИИС» и ООО «Мастерская Мостов» при участии специалистов ООО «ИЦ "МИТ"», АО «Дороги и мосты», «Мостотреста».
Актуализация Сводов правил стала очередным шагом в модернизации нормативной базы. Еще в 2010 году вместо устаревших СНиПов были, в частности, разработаны СП35 по проектированию мостов и водопропускных труб и СП122 по проектированию железнодорожных и автодорожных тоннелей. «Вобрав все самое фундаментальное из СНиПов Своды правил во многом улучшили ситуацию в проектировании мостов и тоннелей и дали возможность проектировщикам разрабатывать в том числе уникальные сооружения, как вантовый мост на о. Русский (с пролетом 1 км!), тоннели Московского метрополитена, Лефортовский тоннель и Строгинские тоннели в Москве», — вспоминает заместитель генерального директора АО «ЦНИИТС» по научной работе Юрий Новак.
При этом он отмечает: практика показала, что документы такого уровня должны пересматриваться на регулярной основе. «Был выбран срок пересмотра СП — пять лет, который позволял пройти для утверждения той или иной инновационной продукции весь путь от идеи через эксперимент, опытное проектирование и строительство до массового применения. В 2012–2015 годах, в 2020 году были подготовлены вторая и третья редакции этих СП», — говорит эксперт.
СП 35
Работа по актуализации нормативных документов велась при активном участии Минтранса России, Росавтодора, ТК 418 «Дорожное хозяйство». «Пересмотру нормативов предшествовало проведение нескольких прикладных научных исследований, а также аккумуляция результатов опытного проектирования и строительства целого ряда объектов, например, Крымского моста», — со своей стороны отмечает замглавы Минстроя РФ Сергей Музыченко.
«Основные задачи, которые решались при разработке изменений в СП 35, это: актуализация взаимосвязей с обновляемой нормативной базой в части новых материалов и разработанными новыми нормативными документами, уточнение методов расчета и конструирования железобетонных элементов, а также учет разработанных ранее специальных технических условий», — рассказывает заместитель технического директора ООО «Мастерская Мостов» Николай Новак.
По его словам, прежде всего следует отметить большую группу изменений, связанных с расчетом и конструированием железобетонных конструкций, в том числе добавлено приложение по расчету сечений с учетом диаграмм деформирования материала. Также обновились требования к габаритам, тротуарам, к проектированию водоотвода и мостового полотна, а также иные крайне важные положения.
Юрий Новак перечисляет следующие ключевые новации СП 35:
- Включены требования по современным методам расчета конструкций мостов на основе нелинейного подхода учета работы материалов, что даст возможность более грамотно проектировать мосты.
- Разрешено применение фибробетона в мостовых конструкциях. Фибробетон в отдельных элементах мостовых сооружений весьма важен, несмотря на его повышенную стоимость в сравнении с обычным гидротехническим (мостовым) бетоном.
- Разрешается применение арматуры классов А500 и А600 по ГОСТ 34028, а также арматуры с периодическим профилем поверхности, имеющим многорядное расположение поперечных ребер, классов А500СП, Ау500СП и Ав500П как имеющую повышенные характеристики сцепления с бетоном, арматура указанных типов давно (более 30 лет) применяется в промышленно-гражданском строительстве, теперь ее можно использовать в мостах.
- Разрешается применение высокопрочных болтов, гаек и шайб из атмосферостойкой стали марки 40ХГНМДФ. Мосты строят сегодня и в морских условиях, поэтому атмосферостойкость очень актуальна сегодня для России.
- Для свайных фундаментов опор допускается применение стальных свай, погружаемых с открытым концом без выемки грунта из цилиндрической электросварной прямошовной трубы диаметром до 3000 мм. Эту возможность и экономическую целесообразность доказало строительство моста на полуостров Крым.
«В целом разработанные изменения позволят более гибко вести проектирование и сократить сроки прохождения органов экспертизы», отмечает Николай Новак. «Новые требования дадут возможность улучшить качество проектирования мостов, что позволит повысить надежность и долговечность сооружений. Кроме того, нововведения за счет повышения уровней безопасности при строительстве и эксплуатации сооружений в соответствии с требованиями закона № 384-ФЗ обеспечат снижение затрат на ремонт на 5–10% за счет увеличения межремонтных сроков. Модернизация мостовой строительной отрасли путем внедрения передовых и отмены устаревших технологий даст повышение темпов строительства за счет применения прямошовных труб в фундаментах на 15% (исключительно для больших мостов)», — дает более развернутую оценку Юрий Новак.
СП 122
Одним из наиболее важных результатов изменения СП 122 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» является повышение уровня безопасности при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и сохранность окружающей застройки.
Юрий Новак называет следующие основные новеллы норматива:
- Приведены дополнительные требования по определению нормативных и расчетных характеристик грунтов при поведении инженерно-геологических изысканий, составу данных для выполнения геотехнических расчетов, что важно особенно применительно к сложным геологическим условиям современного тоннелестроительства.
- Введены положения по видам и выбору ограждающих конструкций котлованов, в том числе современных методов крепления строительных котлованов в условиях плотной городской застройки и интенсивного уличного движения, что отработано в крупных городах-миллионниках.
- Введены требования по сооружению тоннелей с опережающей крепью в виде экрана из труб и современной технологии микротоннелирования, что актуально для пересечения дорог со строительством тоннелей под насыпью.
- Введены новые положения по использованию специальных способов работ при сооружении транспортных тоннелей в условиях неустойчивых водонасыщенных и нарушенных скальных грунтов, укреплении оснований и фундаментов зданий, попадающих в зону строительства, ликвидации аварийных ситуаций, возникающих в процессе строительства.
- Определены требования по устройству притоннельных сооружений способом опускных секций, что является новым словом в проектировании и строительстве тоннелей.
- Уточнены ссылки на нормативные документы по противопожарной защите тоннелей и тоннельных переходов, добавлены требования к пожарной безопасности строительных конструкций.
Внесенные изменения упрощают и ускоряют процессы проектирования, а также во многих случаях позволяют отказаться от разработки специальных технических условий. Внесенные изменения также ориентированы на гармонизацию нормативных требований с европейскими и международными стандартами.
«Обобщенные технико-экономические показатели по применению новых материалов и технологий при проектировании и строительстве тоннелей ориентировочно составляют: сокращение стоимости строительства на 15–20%, сроков строительства на 15–25%, эксплуатационных расходов — на 30%», — отмечает Юрий Новак.
По его словам, принятие и широкое внедрение новых нормативных документов позволит строить новые и ремонтировать уже действующие сооружения транспортной инфраструктуры более надежно, быстро и экономично. «Все нововведения в СП35 и СП122 прошли общественные слушания и получили одобрение у ведущих специалистов-практиков — как проектировщиков, так и строителей», — добавляет эксперт.