Строительно-конструктивные особенности возведения зданий из монолитного бетона

Сантимер А.Л.

Santimer A.L.

CONSTRUCTION & STRUCTURAL FEATURES OF THE CONSTRUCTION OF BUILDINGS MADE OF MONOLITHIC CONCRETE

Abstract

Большую часть объема монолитного бетона и железобетона применяют для возведения конструкций нулевого цикла и только 20...25% расходуют на надземные части зданий и сооружений. Наибольшая эффективность монолитных конструкций проявляется при реконструкции промышленных зданий и сооружений, а также при возведении объектов жилищно-коммунального строительства. Применение монолитного бетона позволяет уменьшить расход стали на 7...20%, бетона до 12%. Но при этом возрастают энергозатраты, особенно в зимнее время, и повышаются трудозатраты на строительной площадке. Так, затраты труда на строительной площадке при возведении зданий из монолитного железобетона в 1,65 раза выше, чем при строительстве крупнопанельных зданий. Ясно, что основной объем работ при строительстве зданий из монолитного бетона приходится на строительную площадку. Но возрастание расхода бетона на 17...19% по сравнению с крупнопанельным домостроением объясняется недостаточным использованием легких бетонов, современных плитных утеплителей и применением более низких марок цемента.

Возведение зданий из монолитного железобетона позволяет оптимизировать их конструктивные решения, перейти к неразрезным пространственным системам, учесть совместную работу элементов и тем самым снизить их сечение. В монолитных конструкциях проще решается проблема стыков, повышаются их теплотехнические и изоляционные свойства, снижаются эксплуатационные затраты.

Комплексный процесс возведения монолитных конструкций включает:

* заготовительные процессы по изготовлению опалубки, арматурных каркасов, арматурно-опалубочных блоков, приготовлению товарной бетонной смеси. Это, в основном, процессы заводского производства;

* построечные процессы -- установка опалубки и арматуры, транспортирование и укладка бетонной смеси, выдерживание бетона, демонтаж опалубки.

Опалубочная система -- понятие, включающее опалубку и элементы, обеспечивающие ее жесткость и устойчивость, крепежные элементы, поддерживающие конструкции, леса.

Виды и назначение отдельных элементов опалубок и опалубочных систем:

* опалубка -- форма для монолитных конструкций;

* щит -- формообразующий элемент опалубки, состоящий из палубы и каркаса;

* палуба -- элемент щита, образующий его формующую рабочую поверхность;

* опалубочная панель -- формообразующий плоский элемент опалубки, состоящий из нескольких смежных щитов, соединенных между собой с помощью соединительных узлов и элементов и предназначенный для опалубливания всей конкретной плоскости;

* блок опалубки -- пространственный, замкнутый по периметру элемент, изготовленный целиком и состоящий из плоских и угловых панелей или щитов.

Материалом опалубки служат сталь, алюминиевые сплавы, влагостойкие фанера и древесные плиты, стеклопластик, полипропилен с наполнителями повышенной плотности. Поддерживающие элементы опалубки обычно выполняют из стали и алюминиевых сплавов, что позволяет достичь их высокой оборачиваемости.

Комбинированные конструкции опалубки являются наиболее эффективными. Они позволяют в наибольшей степени использовать специфические характеристики материалов. При использовании фанеры и пластика оборачиваемость опалубки достигает 50 раз и более, при этом существенно возрастает качество покрытия за счет низкой адгезии материала с бетоном. В стальной опалубке используют листы толщиной 2...6 мм, что делает такую опалубку достаточно тяжелой. Опалубку из деревянных материалов защищают синтетическими покрытиями. Пленки на палубу наносят методом горячего прессования с использованием для пропитки древесины бакелитовых жидких смол, эпоксидно-феноловых лаков, используют стеклоткань, пропитанную фенолформальдегидом. В настоящее время наиболее широкое распространение получила влагостойкая фанера, выпускаемая толщиной 18...22 мм. Для покровного слоя используют стеклопластики, слоистые пластики, винипласты.

Находят применение пластмассовые опалубки, особенно армированные стекловолокном. Они обладают высокой прочностью при статической нагрузке, химически совместимы с бетоном. Опалубки из полимерных материалов отличаются небольшой массой, стабильностью формы и устойчивостью против коррозии. Возможные повреждения легко устраняются нанесением нового покрытия. Недостаток пластмассовых опалубок -- их несущая способность резко снижается при термообработке с повышением температуры до 60°С.

Появились комбинированные опалубки, когда на металлическую палубу наносится листовой полипропилен. Использование композитов с токопроводящим наполнителем позволяет получать греющие покрытия с регулируемыми режимами теплового воздействия на бетон.

Состав комплексного процесса.

Комплексный процесс возведения монолитных железобетонных конструкций состоит из технологически связанных и последовательно выполняемых простых процессов:

* установки опалубки и лесов;

* монтажа арматуры;

* монтажа закладных деталей;

* укладки и уплотнения бетонной смеси;

* ухода за бетоном летом и интенсификации его твердения зимой;

* распалубливания;

* часто присутствует монтаж сборных конструкций.

Время, необходимое для набора бетоном распалубочной прочности, входит в общий технологический цикл.

Состав простых процессов, их трудоемкость и очередность выполнения зависят от вида и специфики возводимых монолитных конструкций, применяемых механизмов и типов опалубки, технологических и местных особенностей производства работ.

Каждый простой процесс выполняют специализированные звенья, которые объединены в комплексную бригаду. Сооружение разбивают по высоте на ярусы, в плане -- на захватки, что необходимо для организации поточного производства работ.

Работа специализированными потоками и звеньями позволяет более рационально использовать комплект опалубки и крановое оборудование, исключить технологические перерывы, повысить ритмичность и качество работ.

Демонтаж опалубки на захватке можно осуществлять в летних условиях и зимой -- после тепловой обработки -- только при наборе распалубочной прочности. Демонтаж опалубки ведут в последовательности, обратной ее монтажу. Загружение распалубленных конструкций допустимо при наборе бетоном 50 кг/см2 прочности для стен и 100 кг/см2 -- в перекрытиях.

Общая продолжительность работ по возведению железобетонных конструкций на высоту одного яруса (монолитные фундаменты, подпорные стенки, чистые полы или бетонная подготовка) или на бетонирование этажа здания:

Т= t (m + n -1)+ ґб

строительный конструктивный монолитный бетон

где Т -- общая продолжительность производства работ, сут; t -- ритм потока, сут; m -- число захваток (рабочих участков); п -- число выполняемых простых процессов; ґб -- продолжительность твердения бетона в опалубке, сут.

Отсюда при заранее заданной продолжительности работ можно определить необходимое число захваток:

m = (T - ґб)/1 - п+ 1.

Бетонную смесь изготавливают на заводах товарного бетона. В случае когда на строительном объекте потребляется более 3000 м3 бетона в месяц и имеется возможность устройства приобъектного бетонного завода (узла), экономически целесообразно его возведение.

Возведение зданий в разборно-переставных опалубках

Разборно-переставные опалубки бывают двух типов: мелкощитовые и крупнощитовые. Установку первых можно осуще ствлять вручную, крупнощитовая опалубка требует кранового монтажа. Современные системы опалубок применимы для бетонирования фундаментов, колонн, ригелей, стен, перекрытий и других конструктивных элементов зданий.

Она состоит из нескольких типов небольших по размеру щитов, выполненных из стали, фанеры, или комбинированных, а также элементов креплений и поддерживающих устройств. Щиты имеют площадь не более 3 м2, масса одного элемента та кой опалубки не должна превышать 50 кг, что позволяет при необходимости устанавливать и разбирать опалубку вручную. При этом выдерживается боковое давление бетонной смеси на опалубку до 0,6 кПа. Для использования механизмов и снижения трудозатрат щиты опалубки можно предварительно собрать в крупноразмерные плоские опалубочные панели или пространственные блоки, которые будут устанавливаться и сниматься с помощью кранов.

Мелкощитовые опалубки отличаются высокой универсальностью, их можно использовать для возведения самых различных конструкций -- фундаментов, колонн, стен, балок, перекрытий. Тщательная обработка поверхности фанерной палубы дает возможность эксплуатировать ее до 200 циклов. Простота крепления опалубочных щитов к каркасу позволяет быстро заменять изношенную палубу.

Технологичность монтажа и демонтажа опалубочных систем определяется прежде всего конструкцией соединительных элементов. В отечественных опалубках применяют замковые соединения в виде муфты или металлического стержня с чекой и болтовые соединения. Такое решение замкового соединения требует больших усилий и значительных трудозатрат при разборке, а особенно при заклинивании. При укрупнительной сборке часто используют морально устаревшие болтовые соединения, зарубежный же опыт основан на исключении болтовых соединений.

Существенным недостатком мелкощитовых опалубок являются большие трудозатраты на установку и снятие опалубки, низкий уровень механизации этих процессов.

Список литературы