Применение индустриальных методов строительства обусловливает использование инвентарной опалубки унифицированной конструкции, содержащей ограниченное количестве элементов. Выбор типа опалубки определяется видом и геометрическими размерами бетонируемых конструкций, принятыми способами выполнении арматурных и бетонных работ.
Опалубка и опалубочные работы должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 23478–79 «Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие технические требования», а также СНнП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции».
В зависимости от используемых для изготовления материалов опалубка бывает:
- Деревянная.
- Металлическая.
- Пластмассовая.
- Из материалов на основе цементных вяжущих.
- Из мягких материалов или комбинированная (рис.1).
Материал опалубки определяется заданием на проектирование.
Рис. 1. Классификация опалубки по материалам.
По функциональным и конструктивным признакам различают опалубки:
- разборно-переставную;
- блочную;
- горизонтально перемещаемую;
- объемно-переставную;
- скользящую;
- несъемную;
- пневматическую в термоактивную (рис. 2).
Для возведения монолитных конструкций целесообразно применять унифицированные конструкции опалубки, которые содержат ограниченное количество элементов и их типоразмеров с максимальным использованием взаимозаменяемых профилей, деталей, узлов, что способствует более эффективному производству работ. При большой разнотипности и значительном количестве типоразмеров опалубливаемых сторон монолитных конструкций целесообразнее применять мелкощитовую унифицированную опалубку универсального назначения типа «Монолит».
Рис. 2. Классификация опалубки по конструктивным признакам.
Опалубка из унифицированных элементов может быть:
- мелкощитовой с установкой отдельных щитов вручную, а также после укрупнения мелких щитов в плоские панели или пространственные блоки с помощью крана;
- крупнощитовой – только для установки краном со щитами, имеющими длину 2,1–9 м и размеры по высоте 2,8 или 3 м (характеристика крупнощитовой опалубки приведена в при л. 1–2);
- готовых арматурно-опалубочных блоков (армокаркасов с навешенной на них опалубкой) с установкой их также с помощью крана. В опалубке смешанной конструкции в качестве палубы могут быть использованы доски толщиной 28 мм, сплоченные в четверть или в шпунт, древесноволокнистые плиты, листы пластика, водостойкой фанеры или металлические листы толщиной 2 мм.
При проектировании рекомендуется применять щиты комбинированные с обвязкой из уголков и палубой из древесноволокнистых плит.
При использовании мелкощитовой опалубки для возведения серии однотипных монолитных конструкций продуктивнее применять крупноразмерные панели и блоки, предварительно собираемые из мелких элементов опалубки. Это значительно снижает трудоемкость устройство опалубки и повышает производительность труда опалубщиков. Рациональные параметры применения предварительно укрупненной сборно-разборной опалубки можно определить, пользуясь графиками.
Минимальная трудоемкость опалубочных работ возможна при использовании крупноэлементных видов опалубки из крупных щитов и блок-форм. При применении крупнощитовой опалубки для временного крепления и выверки ее щитов для первого яруса опалубки используют встроенные инвентарные подкосы-упоры, а для последующих – растяжки.
При бетонировании фундаментов под каркас здания и одиночные стойки или колонны эффективно применение жестких металлических блок-форм при количестве однотипных монолитных конструкций не менее 30-ти при их высоте до 2 м и объеме 4–8 м3 (характеристики некоторых блок-форм даны в прил. 3). При разнотипных конструкциях н количестве однотипных конструкций менее 30-ти целесообразнее использовать универсальные блок-формы, выполненные из набора унифицированных крупноразмерных элементов, монтируемых и соединяемых в различных сочетаниях.
Универсальная блочно-раздвижная опалубка содержит трансформирующиеся панели с последующей их фиксацией. Такую опалубку для возведения столбчатых фундаментов можно применять с незначительной переналадкой при бетонировании симметричных и несимметричных конструкций с любым количеством и различными размерами стопой.
Горизонтально перемещаемые опалубки (катучая, тоннельная, горизонтально скользящая) используют для возведения горизонтальных конструкций высотой до б и. Минимальная непрерывная протяженность для эффективного использования опалубки при высоте возводимых конструкций до 6 м должна составлять не менее 40 м, а при высоте 2 м – не менее 80 м.
При возведении монолитных конструкций в стесненных условиях, т. е. при затрудненном демонтаже опалубки, а также сжатых сроках производства работ рационально обустройство несъемной опалубки, остающейся в теле сооружения. Это позволяет сэкономить строительные материалы и существенно сократить трудоемкость и сроки производства работ за счет исключения распалубливания конструкций и ряда дополнительных работ после него (затирки поверхности бетона, срезки и удаления опалубочных креплений, заделки отверстий от элементов крепления, различных пустот).
В качестве несъемной опалубки используют плиты: железобетонные толщиной 80–300 мм, армоцементные толщиной 25–35 мм, стеклоцементные толщиной 10–18 мм, фибробетонные толщиной 20–30 мм, а также унифицированные дырчатые бетонные блоки (УДБ), асбесто-цементные плиты и трубы, металлические листы, тканую металлическую сетку.
Для щитов из армоцемента оптимальная единичная площадь 0,5–0,6 м2, а для щитов из стеклоцемента 0,8 – 0,9 м2. При устройстве несъемных опалубок предпочтение отдают, как правило, железобетонным оболочкам толщиной 20–30 мм, изготавливаемым методом пневматического набрызга с нарезкой щитов требуемых размеров с помощью алмазно-абразивных кругов. Это исключает обустройство добор пой опалубки, а также перепуски несъемной.
При бетонировании фундаментов под колонны несъемную опалубку собирают в опалубочные блоки. При сборке блоков конструкции опалубки крепят прихваткой на сварке выпусков опалубки с арматурой возводимой конструкции. При возведении мало- или неармированных конструкций несъемную опалубку собирают с помощью каркаса, выполняемого из сборных железобетонных элементов, остающихся затем внутри возводимой конструкции.
При сжатых сроках производства работ и невозможности или нецелесообразности изготовления отдельных видов несъемной опалубки (например, при небольших объемах или отсутствии полигона) для устройства монолитных конструкций применяют в качестве несъемной опалубки типовые сборные железобетонные конструкции: плиты, фундаментные блоки, лотки, тюбинги.
При выполнении работ на месте возведения монолитных конструкций целесообразно их устройство с использованием армоопалубочных блоков.
При возведении железобетонных конструкций в зимнее время и интенсификации твердения бетона применяют термоактивную опалубку с наружными электродами и нагревательными элементами. Наружные электроды выполняют с наружной стороны фанерной опалубки в виде нашивных металлических пластин или путем металлизированного покрытия. По сравнению с нашивными пластинами при втором способе снижаются трудоемкость, материалоемкость и стоимость работ.
В качестве нагревателей, обычно устанавливаемых на металлической опалубке, целесообразно использовать стандартные нагревательные элементы: греющие провода ПОСХВ, ПОСХВТ, нагревательные кабели типа КННС, ТЭНы, углеграфитные нагреватели. Нагревательные провода применяют при невысокой температуре изотермической выдержки бетона (40…50°С), кабель типа КННС –в многооборотных инвентарных опалубках при высоких температурах прогрева, ТЭНы–в конструкциях крупногабаритных опалубок.
Разработанные НИИСПом Госстроя УССР на базе углеграфитных тканей в термоактивной опалубке применяют углеродистые нагреватели. Модульные нагреватели выполняются эластичными, гибкими и жесткими. Температура нагрева достигает 180″С. Их сравнительно высокая стоимость компенсируется многократной оборачиваемостью и долговечностью.
Монолитные конструкции возводят обычно в один ярус. Применение же поярусной схемы возведения таких конструкций возможно только при технической неприемлемости одноярусного возведения. При этом следует руководствоваться следующими рекомендациями: при высоте конструкций 4–8,5 м – два яруса, а более 6 м– три яруса.
При выборе вида креплений щитов наиболее предпочтительны клиновые соединения как наименее трудоемкие при сборке и разборке опалубки.
При производстве опалубочных работ на высоте до 3 м используют небольшие подставки в виде инвентарных столиков, а на высоте более 3 м–блочные подмости.
Перед бетонированием все виды опалубочных щитов, за исключением несъемных, покрывают антиадгезионными покрытиями, в качестве которых служат водостойкая фанера, резина, полиэтилен или полипропилен. Предпочтительнее покрытия, обладающие большей долговечностью и наименьшей адгезией к бетону, например полиэтиленовые листы толщиной 3–5 мм.
После выбора и обоснования принятой опалубки определяют ее объемы, а также подсчитывают объемы работ по устройству лесов, поддерживающих опалубку. Поддерживающие элементы опалубки обычно изготавливают из металла.
В большинстве случаев инвентарные металлические леса изготовляются централизовано, совместно с заготовкой щитов опалубки. Конструкция поддерживающих опалубку устройств (лесов) зависит от типа опалубки, пролета и др.
При ее расчете следует выбирать наиболее невыгодные сочетания нагрузок. Прогиб элементов опалубки под воздействием воспринимаемых ими нагрузок не должен превышать следующих значений: для опалубки открытых лицевых поверхностей конструкций – 1/400 пролета элемента опалубки, а для скрытых поверхностей конструкций– 1/250 пролета элемента опалубки; для упругого прогиба или просадки поддерживающих опалубку, щитов – 1/1 ООО свободного пролета соответствующий конструкции.