Опалубки для частей зданий
Индустриальные методы строительства подразумевают использование унифицированной опалубки, которая должна легко многократно монтироваться и демонтироваться, а также перемещаться с одной строительной площадки на другую. Поэтому особенности конструкций специализированной опалубки важны при выборе конкретной системы для возведения строительных сооружений.
Опалубка для фундаментов
Опалубка для ленточных и точечных фундаментов или фундаментных плит устраивается, если подошва фундамента лежит на уровне подошвы котлована. При несистемной опалубке она может выполняться из досок, брусьев или опалубочных плит, которые удерживаются в своем положении досками по кантам, поясными досками, распорками и кольями или опалубочными струбцинами. Более экономичным является применение системной опалубки. Их модульная система построена таким образом, что для элементов небольшой высоты также можно устраивать системную опалубку (рис. «Опалубка фундаментов»). Выравнивание и закрепление в створе опалубочных плит производится либо с помощью растяжек, закрепляемых в граничащий с фундаментом грунт, либо за закрепляемый в верхней области опалубки плоский анкер. Давление бетона воспринимают анкера опалубки.
Стеновая опалубка
Стеновая опалубка состоит из двух одинаковых частей опалубки, установленных напротив друг друга. Расстояние между ними соответствует толщине стены. Различают плоские стеновые опалубки и искривленные стеновые опалубки.
Плоская стеновая опалубка
Плоская стеновая опалубка может быть выполнена в виде рамной или ригельной опалубки. С помощью рамной опалубки и комбинации различных ее модулей можно устраивать стеновую опалубку для стен различной высоты и длины (рис. «Устройство рамной опалубки»). Отдельные плиты опалубки связываются между собой с помощью натяжных устройств. Выравнивание по длине производится выравнивающими металлическими листами, доборными деревянными элементами и особыми напрягающими устройствами. Давление бетона воспринимается опалубочными анкерами. Выравнивание по высоте (установка щитов друг на друга) производится с помощью более мелких элементов.
Наряду с этим имеется возможность составлять элементы как в лежачем, так и в стоячем положении. Чтобы достичь достаточно большой жесткости в местах надстраиваемых элементов, в них встраиваются стальные профили, например защемляющие или направляющие шины.
Если стены бетонируются захватками, то необходимо устраивать опалубку в местах присоединения элементов. При этом переставляемая опалубка перекрывает конец стены. Крепление конца опалубки производится с помощью анкеривания. Если конец стены не может быть выполнен в опалубке из нормальных рамных элементов, то применяют универсальные элементы, которые имеют в поперечных ригелях сетку отверстий с расстоянием в 5 см между ними для анкеривания.
При устройстве опалубки в местах соединений стен и в углах стен используют подходящие формовые элементы или также универсальные элементы (рис. «Опалубка соединения стен, углов стен и лобовой части стен»).
Для образования прямых углов имеются элементы для внутренних и наружных углов. В случае необходимости выравнивания по длине применяются подходящие формовые элементы из дерева или стали. Появляющиеся в углах растягивающие усилия воспринимаются встройкой рис. «Опалубка соединения стен, углов стен и лобовой части стен». Опалубка соединений стен, углов дополнительных растяжек элементов стен и лобовой части стен опалубки, защемляющих шин или угловых струбцин, которые соединены с граничащими элементами стен. Острые или тупые углы образуют с помощью жестких угловых элементов или с помощью шарнирных углов, которые могут быть подстроены под требуемый угол.
Для образования концов стен (лобовые опалубки) между опалубочными плитами вставляются формовые элементы и защемляются в опалубке с помощью опалубочных анкеров, защемляющих шин или опалубочных ригелей. Вид защемления зависит от величины растягивающего усилия, которое возникает под действием давления свежего бетона на опалубку. Также здесь подходят для опалубки универсальные элементы (см. рис. «Опалубка соединения стен, углов стен и лобовой части стен»).
При устройстве опалубки наружных стен в многоэтажном строительстве наружная опалубка должна перекрывать торец перекрытия без надставок. Крепление наружной опалубки производится к ранее забетонированным опалубочным анкерам или с помощью анкеривания под перекрытием на уже существующих анкеровочных элементах стеновой опалубки.
Кроме того, существует возможность устанавливать опалубку на откидные подмости. Откидные подмости — это рабочие и защитные подмости. Консольная подвеска зацепляется за анкерные крюки, вмонтированные в готовое перекрытие. Откидные подмости закрепляются завинчиванием анкерных конусов.
Крепление внешней опалубки происходит либо прикреплением ее к внутренней части опалубки (установочной опалубки), либо распорками на откидные подмости (рис. «Стеновая опалубка с рабочими подмостями»).
Ригельные опалубки для изготовления стеновых опалубок состоят из полностенных или фахверковых ригелей, которые обложены одеждой опалубки. В противоположность рамным опалубкам, здесь наряду с обычными фанерными плитами возможны и другие виды одежды опалубки, например, многослойные плиты с гладкой или структурированной поверхностью для высококачественных поверхностей лицевого бетона. Для обеспечения жесткости ригели связываются проходящими под прямым углом к ним обвязочными стальными ригелями.
Ригельные опалубки поставляются в виде элементов различной ширины и высоты, так что из них можно собирать опалубку для стеновых элементов любых размеров (рис. «Возведение ригельной опалубки»).
Горизонтальное соединение элементов производится стальными планками, которые прикрепляются к стальным ригелям с помощью болтов. Вертикальная связь элементов (надставка) производится с помощью накладок на ригели или с помощью встройки вертикальных стальных ригелей или стальных струбцин. Также и образование острых или тупых углов возможно, например, с помощью шарнирных соединений, так же как это имело место при устройстве лобовой опалубки и опалубки соединений стен (рис. «Образование углов в ригельной опалубке»).
Криволинейная опалубка
Криволинейная стеновая опалубка, называемая также круглой опалубкой, чаще всего встречается в инженерном строительстве, например, при строительстве очистных сооружений, резервуаров для воды и водонапорных башен. Криволинейные опалубки могут выполняться в виде ригельных опалубок или в виде рамных опалубок. Для подгонки одежды опалубки под требуемый радиус закругления изготавливаются деревянные шаблоны, соответствующие по форме искривления элемента ригельной опалубки. С помощью равномерного напряжения шпинделей, укрепленных на ригелях, и с помощью постоянного контроля по шаблонам элемент приводится к нужной форме (рис. «Подготовка круглой опалубки»).
Для выбора одежды опалубки радиус закругления является определяющим. Для малых радиусов подходят фанерные плиты толщиной от 4 мм. Они позволяют легко изгибать себя. Для больших радиусов можно применять «одежду» опалубки толщиной до 21 мм.
Изготовление круглой опалубки рамной системы возможно только при больших радиусах и только там, где не требуется очень точного выдерживания кривой изгиба опалубочного элемента, так как рамы нельзя изгибать. Закругление достигается криволинейными стальными листами, устанавливаемыми между элементами опалубки, соединяющимися с «одеждой» рамной опалубки. С помощью натяжных устройств криволинейные стальные листы легко искривляются. При этом получается полигональная форма опалубки (рис. «Круглая опалубка рамной системы»).
Опалубка стоек
Для изготовления опалубки стоек (опалубки колонн) квадратного или прямоугольного сечения подходят также как ригельные, так и рамные опалубочные системы. Если ширина сторон элемента соответствует размерам рамной опалубки, то можно применить соответствующие основные элементы. Элементы соединяются между собой, как и в углах стен, наружными угольниками и стяжками. Если размеры отклоняются от стандартных, то применяются колонные элементы или универсальные элементы опалубки. Опалубочные рамы при этом могут подобно ветряной мельнице выступать по краям за пределы сечения колонны (рис. «Устройство опалубки для стоек»).
В случае применения для колонн ригельной опалубки давление бетона воспринимается ригелями. Если необходимо устройство опалубки для колонн с особой формой сечения, то для основной формы выбирают прямоугольное или квадратное сечение. Особая форма сечения при этом достигается с помощью устройства вырезов и выемок. Для устройства опалубки круглых колонн применяются стальные элементы различной высоты, гнутые трубы из стального листа или трубы из твердоволокнистого материала (рис. «Опалубка для круглых стоек»).
Опалубка балок
Балки, перемычки и прогоны могут иметь обычную опалубку из элементов опалубки из дерева или из более мелких элементов рамной опалубки.
В опалубке балок сначала устанавливают днище опалубки на высоте нижней грани балки. Днище опалубки состоит, как правило, из опалубочных плит шириной, равной ширине балки, и опирается на поперечные брусья, которые в свою очередь опираются на продольные деревянные балки. Подпорки передают нагрузку на основание. Обе боковины состоят из опалубочных плит, которые для восприятия давления бетона усилены горизонтальными или вертикальными опалубочными ригелями. Последние устанавливаются на поперечные брусья и особыми балочными струбцинами прижимаются к днищу опалубки.
Балочные струбцины сконструированы таким образом, что они препятствуют боковому сдвигу боковин опалубки и давление бетона воспринимается поперечными ригелями (рис. «Опалубка для балок»). В случае балок, которые бетонируются не совместно с плитой перекрытия, особые опалубочные струбцины могут надеваться на опалубку. Для предотвращения изменения формы балочной опалубки в нее необходимо встраивать дистанционные бруски или другие элементы, сохраняющие расстояние между боковинами.
Опалубка перекрытий
Опалубка перекрытий изготавливается из опалубочных плит и опалубочных ригелей (рис. «Устройство опалубки для перекрытий»). С помощью подпорок под ригелями нагрузки передаются на основание. Изготовление опалубки перекрытия начинается с установки главных подпорок, которые для надежной установки снабжены опорными треногами. В вилки оголовников главных подпорок укладываются продольные ригели (пролетные ригели) и выравниваются по высоте (см. рис. Устройство опалубки для перекрытий»). Следующим шагом могут устанавливаться промежуточные подпорки.
После этого на продольные ригели укладываются поперечные ригели (см. рис. Устройство опалубки для перекрытий»). Расстояние между подпорками и, следовательно, пролет продольных и поперечных ригелей зависят от их несущей способности, расстояния между ними и толщины перекрытий.
После укладки продольных и поперечных ригелей укладываются опалубочные плиты. При этом надо следить за тем, чтобы под каждым стыком плит был бы поперечный ригель, чтобы плита при нагружении в стыке не могла приподниматься (см. рис. Устройство опалубки для перекрытий»). Оставшиеся площади закрываются обрезками опалубочных плит.
При панельных опалубках речь идет о системе, в которой продольные и поперечные ригели образуют единую конструкцию, которая укладывается на подпорки. «Одежда» опалубки либо аналогично рамной опалубке укрепляется на этих элементах, либо может укладываться после установки системы ригелей (рис. «Панельная опалубка»).
При другой системе время установки опалубки сокращается тем, что размеры опалубочных плит (панелей), расстояния между стойками и расстояние между продольными и поперечными ригелями точно согласованы друг с другом. Маркировка на ригелях дает соответствующее расстояние между ригелями и подпорками, так что подгонка ригелей и колонн уже не нужна. Применение подпорок с понижающимися оголовниками дополнительно облегчает распалубку перекрытий.
Опалубка лестниц
Опалубка лестниц изготавливается на стройплощадке как несистемная опалубка. Прямолинейные лестницы с нижней стороны имеют опалубку, подобную опалубке перекрытий. Несущая конструкция «одежды» опалубки состоит, как правило, из брусьев и стальных подпорок. Подпорки под наклонным лестничным маршем устанавливаются перпендикулярно нижней стороне марша и на опоре подклиниваются. Тщательное раскрепление подпорок препятствует их выгибу или сдвигу (рис. «Опалубка лестничной клетки»).
В качестве опалубки для ступеней лестницы применяются лобовые доски, ширина которых соответствует высоте ступеней. Лобовые доски укрепляются на тетивных досках, которые укрепляются на боковинах марша с помощью гвоздей. Чтобы предотвратить выгибание лобовых досок при бетонировании, они должны раскрепляться продольной доской, прибитой к лобовым доскам в середине лестничного марша. Самая нижняя лобовая доска должна быть раскреплена доской к стене лестничной клетки. При большой ширине лестниц укрепление лобовых досок следует производить с помощью брусьев или с помощью деревянных тетив и напорных досок. Напорные доски могут устанавливаться как вертикально, так и горизонтально (см. рис. «Опалубка лестничной клетки»).
Криволинейные лестницы требуют больших затрат на опалубку. Нижняя часть марша имеет изогнутую форму, для опалубки которых требуются соответствующие шаблоны. Форма шаблона получается прочерчиванием плоскости нижней стороны лестницы и положения ступеней.
Опалубка для лицевого бетона
Плоскости лицевого бетона могут быть либо гладкими, либо структурированными (рис. «Структуры литьевого бетона»). Требования к плоскостям лицевого бетона должны быть зафиксированы в списке работ. Например, устанавливаются закрытость поверхности, структура и цветовое решение поверхности лицевого бетона. В качестве «одежды» опалубки для гладкого лицевого бетона подходят опалубочные плиты из фанеры с покрытием искусственной смолой со средним слоем с прокладками из ленточной фанеры, стерженьков или фанеры, а также опалубочные панели из металла. Если хотят избежать острых краев, то в углы опалубки вставляются треугольные бруски или треугольные бруски из синтетического материала. Необходимо следить за тщательным уплотнением, чтобы препятствовать образованию выщербин от выбившегося гравия и видимых слоев укладки. В случае рабочих швов на «одежде» опалубки укрепляются трапецеидальные бруски.
В качестве одежды опалубки для структурированных бетонных поверхностей в большинстве случаев применяют опалубки с насадками (матрицы) из эластичных пластмасс, таких, как полиуретан, полисульфид, или из природного каучука в структурах различного рисунка. Часто они являются отливками с природных материалов, таких, как соломенные маты, бамбуковые циновки или доски, обработанные пескоструйным аппаратом (см. рис. «Структуры литьевого бетона»). Таким образом можно также воспроизвести формы, подобные природному камню.
Если структурированная бетонная поверхность обрабатывается механически, например, путем обивки краев, то получается оббитая лицевая поверхность (разорванный бетон) (см. рис. «Структуры литьевого бетона»).
Важные правила изготовления лицевых бетонных поверхностей следующие.
- Новую, всасывающую деревянную опалубку, например, надо предварительно обрабатывать разделяющими средствами.
- Разделяющие средства следует наносить тонким равномерным слоем.
- В случае досчатой опалубки необходимо предусмотреть глубокое шпунтование, например, клиновое шпунтование.
- Новые и старые опалубки нельзя применять вместе вследствие их различного воздействия на окраску бетонной поверхности.
- Лицевые поверхности следует защищать от подтеков ржавчины, например, от соединительного армирования.
- Опалубочные анкеры должны устанавливаться на регулярном расстоянии друг от друга, например, по заданной сетке.
Опалубки стен и перекрытий большой площади
Применение опалубки большой площади должно быть подготовлено таким образом, чтобы была возможна надежная работа. Поэтому необходимо достаточным образом подготовить всех людей, занятых проектированием, подготовкой и возведением зданий при таком способе проведения работ.
Опалубка большой плоскости часто транспортируется с помощью крана (рис. «Транспортировка опалубки большой площади»). Это требует особого внимания. Но и при установке опалубки имеют место опасности несчастных случаев при ее опрокидывании, в основном при залезании на нее и при ударах по ней. Поэтому необходимо придерживаться предписаний по предотвращению несчастных случаев при работах с опалубкой большой площади, выпускаемых профсоюзом строительных рабочих. При транспортировке и установке опалубки большой площади необходимо учитывать следующее. На стройплощадке должно иметься руководство по монтажу опалубки большой площади.
Упоры могут сниматься только тогда, когда элементы опалубки надежно раскреплены в стоячем положении.
- Незакрепленные мелкие деталь должны быть с опалубки удалены или закреплены от падения вниз.
- При подъеме или укладке опалубки по ней нельзя ходить.
- Транспортировка людей на элементах опалубки запрещается.
- При сильном ветре опалубку необходимо направлять с помощью направляющих тросов или остановить работу крана.
- Элементы опалубки можно устанавливать только на основании, обладающем достаточной несущей способностью.
- Стеновые опалубочные элементы необходимо раскреплять на обоих концах выше центра тяжести.
- Взбираться на конструкцию опалубки запрещается.
- Работа со стремянок должна быть ограничена до минимума.
- При распалубке перед съемом анкеров элементы опалубки должны быть раскреплены от опрокидывания.
Среди опалубок большой площади следует различать плоские опалубки большой площади и пространственные опалубки, которые монтируются из готовых системных элементов. Для особых строительных задач, например, для туннельных сооружений или мостовых конструкций, опалубка изготавливается из системных элементов и специально изготовленных для данного объекта конструкций ригелей. Такую опалубку называют также объектной опалубкой.
Стеновые опалубки большой площади
С помощью плоской опалубки большой площади возводят стены и перекрытия. Опалубка большой площади для стен может быть выполнена в виде рамной или ригельной опалубки (рис. «Опалубка большой площади как рамная опалубка»). При этом два элемента опалубки одинаковой величины устанавливаются напротив друг друга. Расстояние между ними соответствует толщине стен. Основание под опалубку должно иметь достаточную несущую способность. Отдельные элементы опалубки должны закрепляться рихтовочными стойками, образующими жесткое и прочное на сжатие и растяжение треугольное соединение. Необходимые рабочие подмости, которые должны соответствовать DIN 4420, обычно закрепляются на элементах опалубки.
Безанкерная опалубка
Если раскрепление противостоящих элементов опалубки через тело бетона для восприятия давления бетона невозможно, например, при бетонировании у существующих стен или при массивных строительных конструкциях, то применяют безанкерную опалубку (рис. «Безанкерная опалубка»). Давление бетона при этом воспринимается у подошвы опалубки анкерами, которые заделаны в основание. Анкера свинчиваются с опорными козлами. Растягивающие усилия в анкерах могут передаваться на опорные козлы с помощью поперечных ригелей (см. рис. «Безанкерная опалубка»).
Количество требуемых анкеров и расстояние между опорными козлами зависит от величины давления бетона. На задних сторонах опорных козел на основание действуют силы сжатия, которые должны им восприниматься. Поэтому перед установкой опалубки необходимо проверить, будет ли иметь основание достаточную для такой нагрузки несущую способность. Для восприятия боковых усилий во время бетонирования опорные козлы связываются между собой.
Опалубки перекрытий большой площади
Опалубки перекрытий большой площади могут быть выполнены в виде опалубочных столов или ящичных опалубочных элементов. В случае опалубочных столов речь идет об опалубочных элементах большой площади, у которых «одежда», ригельная конструкция и подпорки образуют единое целое. Она может транспортироваться к месту установки либо с помощью крана, либо на специальных катучих подмостях. Предпосылкой для ее использования на стройплощадке является наличие помещений, открытых по крайней мере с одной стороны для того, чтобы этот опалубочный стол можно было вывезти после использования.
Для помещений, которые, например, частично закрыты подоконной частью ленточных проемов, имеются опалубочные толы со складывающейся несущей конструкцией (складные подпорки) (рис. «Применение складных подпорок»). Если опалубку нельзя вывезти из данной части здания, то для распалубки применяют особую переставную вилку, которая может подвешиваться к тросу подъемного крана (рис. «Транспортировка опалубочного стола»).
При ящичной опалубке опалубка перекрытия подпирается короткими стальными подпорками на консоли в стенах. Стальные подпорки оборудованы шпинделями для перестановки опалубки по высоте. Для укрепления консолей в боковых стенах должны быть вставлены анкеры. При распалубке опалубка опускается и вывозится. Ящичная опалубка подходит в случае бетонирования перекрытий на большой высоте, при которых их подпирание снизу невозможно или неэкономично.
Объектные опалубки
Опалубки для особых сооружений, как, например, для мостов или туннелей. В большинстве случаев изготавливаются для одноразового применения. Они выполняются как плоские, сводчатые или пространственные опалубки. Для них могут применяться также и элементы системной опалубки, такие, как опалубочные ригели, подпорки и подпорные башни. Однако часто применяется и несущая конструкция, которая рассчитана на особую форму и большой вес опалубки и обеспечение жесткости которой рассчитано на особое применение этой опалубки. Подпирание опалубки (несущая конструкция) в этом случае выполняется из стальных профилей различных форм сечения (рис. «Примеры объектной опалубки»).
Переставная опалубка
В опалубках, например, высоких стен, которые многократно переставляются по высоте, можно применять переставную (карабкающуюся) опалубку. Она состоит из одного элемента стеновой опалубки, одного переставного по высоте устройства и в некоторых случаях — из подвешенной снизу рабочей площадки. Элемент стеновой опалубки может быть большой площади и достигать 25 м2. Он имеет наверху рабочие подмости для бетонирования. Переставное по высоте устройство зависит от вида переставной опалубки. Различают самоподъемную и несамоподъемную опалубку.
У несамоподъемных опалубок опалубочные элементы большой площади перемещаются по участкам с помощью крана. Для подъема вверх необходима карабкающаяся консоль. Она состоит из различных стальных профилей, соединенных в жесткую треугольную консоль. На переднем конце горизонтального профиля находится подвесное устройство, которое прочно привинчено к анкеровке в бетоне. На нижнем конце наклонных подкосов нагрузка передается на готовую строительную конструкцию (рис. «Переставная опалубка»).
Карабкающаяся консоль вместе с ригелями и с настилом из брусьев одновременно образует рабочие подмости. На них при распалубке могут откидываться элементы стеновой опалубки или отъезжать от бетонной стены на роликах. Этим обеспечивается рабочее пространство, с которого может осуществляться обслуживание «одежды» опалубки и устраиваться армирование следующего участка стены. Под рабочими подмостями на консоли подвешивается рабочая площадка (инерционная площадка). С нее могут производиться последующие работы, например, заделка анкерных отверстий.
При самоподъемных опалубках опалубочный элемент вместе с рабочими подмостями образуют одну систему, которая поднимается с помощью подъемного механизма с гидравлическим приводом. Он состоит из выдвижной штанги и собственно подъемного механизма. При перестановке опалубки сначала подъемный механизм поднимает выдвижную штангу и потом рабочую площадку с опалубкой на выдвижной штанге на новую рабочую высоту. Во время перемещения вверх консоль и выдвижная штанга закрепляются в опорных башмаках, которые заанкериваются в готовом бетоне (см. рис. «Переставная опалубка»).
Переставная опалубка подходит для высоких конструкций, таких, как стены, лестничные клетки, шахты лифтов и опоры мостов.
Скользящая опалубка
В скользящей опалубке в противоположность переставной опалубке элементы опалубки не переставляются, а подтягиваются кверху, причем процесс бетонирования не должен прерываться. Скользящая опалубка состоит из опалубки стен, несущего пролета с рабочими площадками и скользящего устройства (рис. «Скользящая опалубка»). В качестве опалубки применяются стеновые элементы высотой от 1,2 до 1,5 м. Несущий пролет держит оба стеновых элемента на расстоянии толщины стены и воспринимает боковое давление опалубки, так как заанкеривание стеновых элементов опалубки невозможно. На несущем пролете находятся рабочие площадки для бетонирования и площадки для последующих работ. К устройству скольжения относятся подъемная штанга и подъемное устройство. Подъемная штанга проводится в полой трубе до полного выхода из нее. Окружающий бетон делает невозможным ее выгиб. Несущий пролет прочно связан с подъемным устройством, которое приводится в действие гидравлическим мотором и передает нагрузки на подъемную штангу (рис. «Подземное устройство»). При скольжении опалубка и рабочие площадки одновременно перемещаются кверху. Равномерность перемещения вверх может, например, контролироваться лазером. Бетон укладывается слоями высотой от 20 до 30 см. Скорость скольжения зависит от времени, необходимого для установки арматуры и бетонирования. Она составляет от 15 до 30 см/ч. Бетон в нижней части опалубки должен набрать достаточную прочность. Скользящая опалубка применяется при высоких конструкциях, размеры, сечения которых остаются примерно одинаковыми, как, например, в случае силосных сооружений, мостовых опор и башен лифтовых шахт.