Технология производства опалубочных работ

     Опалубку  плоских перекрытий собирают на стоечных или сплошных лесах. При стоечных лесах используют инвентарные щиты, укладываемые по прогонам (деревянная опалубка) или раздвижным ригелям (стальная опалубка). При сплошных лесах опалубку плиты выполняют также сплошной.

     Блочная опалубка - это пространственная конструкция, собираемая из стальных щитов на разъемных или шарнирных креплениях (опалубочные блоки) или на сварке (блок-формы).

     Опалубочный блок состоит из несущих ферм и  щитов, навешиваемых на фермы с помощью  натяжных крюков. В углах щиты соединены замками, которые позволяют опалубливающим поверхностям перемещаться относительно друг друга без отсоединения.

     Блок-формы  выполняют жесткой конструкции, что позволяет при распалубливании  отрыв от бетона осуществлять без  раздвижки опалубливающих плоскостей. Для снятия неразъемных форм последние выполняют с конусностью. Для отрыва форм от бетона применяют домкраты.

     С целью экономии времени и трудозатрат  на строительной площадке используют предварительную сборку блочной  опалубки вне площади возводимого объекта и в ряде случаев вне строительной площадки. Доставленные к месту установки опалубочные блоки и блок-формы можно сразу же устанавливать в проектное положение. Монтируют и демонтируют такие блоки с помощью крана.

     Иногда  в блочную опалубку заранее монтируют и закрепляют арматурный каркас и затем устанавливают в проектное положение. Такую конструкцию, состоящую из арматурного каркаса и опалубки, называют арматурно-опалубочным блоком. 

     Подъемно-переставная  опалубка состоит (на примере опалубки для возведения конических труб) из панелей наружной и щитовой внутренней опалубки, несущих колец (наружного и внутреннего), опорной рамы, механизмов радиального перемещения наружной опалубки, рабочей площадки, наружных и внутренних лесов (подвесных).

     Наружную опалубку набирают из панелей прямоугольной и трапециевидной формы, изготовленных из стального листа толщиной 2 мм, обрамленного уголками. Прямоугольные панели имеют высоту 2700 мм и ширину 850 мм; трапециевидные панели, служащие для придания наружной опалубке конической формы, имеют высоту 2700 мм, ширину поверху 818 мм и понизу 850. Между собой панели соединяют болтами, пропущенными через отверстия в уголках обрамления, и металлической накладкой, установленной у верхней кромки щита. В наружной опалубке имеются также конечные панели, замыкающие опалубку. Для стягивания наружной опалубки в местах расположения конечных панелей устанавливают стяжные болты.

     Внутреннюю  опалубку собирают из двух ярусов стальных щитов высотой 1250 мм, шириной 550 мм и  толщиной 2 мм. Снаружи к щитам приварены планки со скобками, которые служат для закладывания в них распорных стержней, обеспечивающих жесткость и геометрическую неизменяемость внутренней опалубки. У верхней кромки щита крепится горизонтальная планка с кольцами для привязывания каната при перестановке щитов. Для соединения смежных в одном ярусе щитов к горизонтальной планке крепится металлическая накладка. При установке верхнего щита на нижний крайние скобы перекрывают горизонтальную планку. Замыкают внутреннюю опалубку с помощью конечных щитов, имеющих одну планку со скобами.

     К несущим кольцам подвешивают  при помощи механизмов радиального  перемещения панели наружной опалубки, рабочую площадку, а также крепят подвесные леса. С помощью механизмов радиального перемещения наружную опалубку передвигают, изменяя при этом диаметр бетонируемого сооружения.

     Несущие кольца с рабочей площадкой, опалубкой  и подвесными лесами крепят при помощи подвесок к подъемной головке, расположенной  на шахтном подъемнике и предназначенной  для перемещения подъемно-переставной опалубки.

     Подъемная головка состоит из двух основных узлов, кинематически связанных  между собой винтами и направляющими: опорно-переставной рамы и каркаса. Винты, закрепленные на каркасе, ввинчены в гайки, установленные в червячных колесах редукторов, шарнирно связанных с опорно-переставной рамой. Направляющие, жестко соединенные с каркасом, проходят через втулки опорной переставной рамы.

     Для опирания на шахтный подъемник опорная  переставная рама снабжена опорными гайками, расположенными в нижней части рамы. Каркас головки для опирания на шахтный подъемник снабжен опорными кулачками, которые при соприкосновении с раскосной решеткой шахтного подъемника отклоняются и вновь возвращаются под действием пружин в исходное положение после прохождения раскосной решетки. Каркас опирается на опорные кулачки через пружины, обеспечивающие равномерное распределение нагрузки на стойки шахтного подъемника. Опорная переставная рама через опорные гайки и каркас головки через опорные кулачки опирается на опорные переставные стаканы, закрепленные на торцах муфт стоек шахтного подъемника.

     Подъем  головки осуществляется в такой  последовательности. Перед началом  подъема каркас опирают на шахтный  подъемник, а опорная переставная  рама занимает крайнее положение (положение А). Путем вращения гаек каркас перемещается на высоту 2,5 м, а опорная переставная рама остается неподвижной (положение Б). После опирания каркаса на шахтный подъемник опорная переставная рама обратным вращением гаек вновь возвращается в крайнее верхнее положение (положение В), после чего шахтный подъемник наращивают (или подращивают) на величину шага подъема 2,5 м. После выполнения всех операций по бетонированию цикл подъема повторяется. Материалы, необходимые для работы, подаются по шахтному подъемнику.

     Объемно-переставную  опалубку применяют двух видов: горизонтально  перемещаемую (туннельную) и вертикально  перемещаемую. Первый вид опалубки применяют при одновременном  возведении стен и перекрытий зданий, второй - при возведении стен и перекрытий раздельно.

     Горизонтально перемещаемая опалубка состоит из пространственных металлических П-образных секций, из которых собирают опалубочный блок на ширину здания. Боковые панели служат внутренней опалубкой монолитных стен, а верхняя - палубой перекрытия. Собранную секцию опалубки с помощью крана устанавливают в проектное положение. После того как бетон набрал распалубочную прочность, опалубку демонтируют, не разбирая ее на составные элементы. Для извлечения опалубки из забетонированной секции элементы верхней панели опускают с помощью домкратов, а боковые панели отодвигают от стен. Затем опалубку на катках выдвигают по инвентарным путям, уложенным по пере крытию, на соседнюю позицию или на специальные подмости, которые устраивают с продольной стороны здания, откуда вновь закрепленную секцию переставляют краном на новую позицию.

     Существует  много конструкций объемно-переставной  опалубки горизонтального перемещения (П- и Г-образная) с различными системами  складывания.

     При распалубке с помощью шарнирного механизма опускается центральная вставка, сближаются Г-образные щиты и их плоскости отрываются от бетона. Домкратами секцию опускают на катки и выкатывают на консольные подмости.

     Горизонтально перемещаемую опалубку применяют преимущественно  при строительстве зданий с поперечными несущими стенами и открытыми фасадами, необходимыми для извлечения опалубки.

     Вертикально перемещаемая опалубка представляет собой  несущий каркас с укрепленными на нем шарнирно-опалу-бочными щитами. При извлечении опалубки краном упоры приходят в соприкосновение и включаются в работу шарнирные тяги, отрывая опалубочные щиты от бетона.

     При использовании вертикально перемещаемой опалубки перекрытие выполняют обычно сборным или сборно-монолитным.

     Скользящую  опалубку применяют при возведении силосов и рабочих башен, труб, ядер жесткости и стен зданий повышенной этажности. В отличие от других скользящая опалубка при перемещении по высоте не отделяется от бетонируемой конструкции, а скользит по ее поверхности, передвигаясь в процессе бетонирования при помощи подъемных устройств. Существуют различные типы скользящей опалубки. Однако во всех случаях ее основными элементами являются опалубочные щиты, домкратные рамы, домкрат-ные стержни, домкраты, рабочий пол и подвесные подмости.

     Опалубочные щиты, обычно имеющие высоту 1,1... 1,2 м, охватывают бетонируемое сооружение по наружному и внутреннему контурам. Для уменьшения сил трения при подъеме опалубки щитам придают конусность 1/500 - 1/200 высоты щита (уширение книзу). Таким образом, расстояние в свету между щитами вверху на 10... 12 мм меньше, чем внизу. Конусность уменьшает опасность срывов и задиров бетона при подъеме опалубки.

     Основными несущими элементами опалубочной системы  являются домкратные рамы и домкратные стержни. На домкратных рамах в два ряда по высоте по всему контуру с наружной и внутренней стороны стены возводимого здания (сооружения) расположены кружала (обычно стальные швеллеры или уголки), к которым крепятся опалубочные щиты. На домкратных рамах в верхней части установлены механизмы подъема - домкраты, при помощи которых одновременно поднимают все элементы скользящей опалубки по так называемым домкратным стержням, передающим все вертикальные нагрузки на опорный массив. Эти стержни (стальные диаметром 22... 28 мм и длиной до 6 м) по мере бетонирования наращивают. Для удобства и безопасности ведения работ на домкратные рамы оперты наружные и внутренние подмости (рабочий пол), а также по внутреннему и наружному контуру возводимого здания устроены подвесные подмости.

     Домкратные рамы с опорными стержнями устанавливают по периметру бетонируемых стен на расстоянии 1,2... 2 м друг от друга в зависимости от грузоподъемности домкратов, жесткости формы и наличия в возводимых стенах проемов.

     Для подъема скользящей опалубки применяют  гидравлические и электромеханические домкраты. Основными узлами широко применяемого гидравлического домкрата являются цилиндр с зажимным приспособлением и поршень со штоком, также снабженным зажимом с клиновидными вкладышами, обжимающими домкратный стержень. Для предотвращения сцепления домкратного стержня с бетоном к основанию домкрата присоединяется специальная защитная трубка, обнимающая домкратный стержень, которая пропускается между щитами опалубки. При бетонировании трубка образует в бетоне канал, в котором свободно (без сцепления с бетоном) размещается домкратный стержень. По окончании бе тонирования домкратный стержень может быть извлечен из бетона. Принцип действия гидравлического домкрата основан на попеременном перемещении цилиндра и поршня относительно домк-ратного стержня и последовательного действия верхнего и нижнего зажимных устройств. Под давлением рабочей жидкости (масла), которая поступает в верхнюю часть цилиндра, он поднимается и тянет за собой нижнее зажимное устройство. При этом поршень, связанный через шток с верхним зажимом, остается неподвижным, так как вкладыши верхнего зажима заклинивают домкратный стержень. Нижнее зажимное устройство автоматически отключается от домкратного стержня, а корпус цилиндра, жестко связанный с домкратной рамой, увлекает ее за собой, а также соединенную с ней опалубку. После снятия давления цилиндр домкрата под действием нагрузки от опалубки стремится опуститься, в результате чего нижний зажим заклинивает домкратный стержень и цилиндр остается неподвижным вместе с домкратной рамой и опалубкой. В момент заклинивания нижнего зажима поршень под действием возвратной пружины поднимается вверх, верхнее зажимное устройство автоматически расклинивается и скользит вверх вдоль домк-ратного стержня.

     При повторном нагнетании рабочей жидкости в цилиндр домкрата цикл работы повторяется. За один цикл домкрат поднимается на 20...30 мм.

     При технологических и других перерывах  в бетонировании для предотвращения сцепления бетона с опалубкой  домкраты включают в режим «шаг на месте». Для этого отключают нижний зажим домкрата. В этом случае при закачивании рабочей жидкости цилиндр, как и раньше, поднимается и увлекает за собой домкратную раму и опалубку. Поскольку нижний зажим не заклинивает домк-ратный стержень, цилиндр после снятия давления под действием массы от опалубки опускается в исходное положение. При повторном закачивании рабочей жидкости в цилиндр цикл повторяется и таким образом домкрат совершает возвратно-поступательное движение.

     Следует учитывать одно из основных условий качественного выполнения бетонных работ - строгое соблюдение горизонтальности рабочего пола опалубки, что достигается равномерным вертикальным перемещением домкратов. Нарушение горизонтальности может привести к срыву и излому бетона, изгибу домкратных стержней, отклонениям сооружения от вертикали.

     Современные гидравлические домкраты оснащают автоматическим регулятором горизонтальности, который  обеспечивает автоматический подъем опалубки на заданную высоту. Регулятор состоит  из зажимного устройства с опорной шайбой, направляющих стержней и возвратных пружин. С помощью зажимного устройства на домкратных стержнях устанавливают уровень горизонта, включают в работу гидравлические домкраты. Происходит подъем опалубки. Когда домкрат достигнет горизонта, заданного регулятором, буферное устройство выключит верхний зажим домкрата и при каждом последующем подъеме домкрата будет происходит «шаг на месте». Такой режим будет продолжаться до тех пор, пока все домкраты не займут строго горизонтального положения. После этого переставляют упоры в новое положение для последующего подъема опалубки.

     Современные гидравлические домкраты обладают большой  грузоподъемностью - 6... Ют при сравнительно малой массе, соответственно 15... 21 кг.

     Скорость  бетонирования в скользящей опалубке достигает 3 м/сут, а удельная трудоемкость - 0,9... 1 чел-дн/м3 железобетона возведенного сооружения.

     Горизонтально перемещаемая опалубка основана на использовании  принципа непрерывного бетонирования (или бетонирования с незначительными  перерывами). Данный принцип может быть реализован как непрерывным скольжением опалубочных щитов по поверхности возводимой конструкции, так и последовательной перестановкой с предварительным отрывом щитов от бетона. Такой тип опалубок эффективен при возведении линейно протяженных конструкций, например стен постоянного и переменного сечения.