Мелкощитовая опалубка

Этот наиболее распространенный тип опалубки универсального назначения применяется для бетонирования самых различных конструкций промышленного, жилищно-гражданского, энергетического, сельскохозяйственного, транспортного и других видов строительства. Опалубка состоит из отдельных элементов, массой не превышающих 50 кг, что позволяет собирать и разбирать их при необходимости вручную. Опалубка включает щиты, поддерживающие элементы, элементы крепления и соединения. Существует множество конструктивных исполнений отдельных элементов.

Оптимальным является равномерное распределение массы в отдельных элементах. Из этих соображений рационально использовать щиты каркасной конструкции с повышенной несущей способностью. Плоские щиты целесообразны при устройстве опалубки плоских плит перекрытий или наклонных конструкций небольшой толщины.

Размер щитов опалубки отечественной конструкции принимается, как правило, кратным модулю 300 мм, что позволяет при большом числе вариантов сборки опалубки по размерам значительно снизить их число и тем самым трудоемкость опалубочных работ. Предпочтительны следующие размеры щитов: длина — 1200, 1500, 1800 мм; ширина — 300 и 600 мм. Возможно применение щитов, имеющих ширину 400 и 500 мм, особенно при бетонировании ступенчатых фундаментов. Использование таких щитов позволяет собирать без применения доборов опалубку для конструкций с модулем 100 мм.

Унифицированная инвентарная опалубка системы «Монолит» (рис. 7) применяется для образования вертикальных бетонных поверхностей. При бетонировании конструкций с горизонтальными и наклонными поверхностями комплект дополняется элементами для поддержания опалубки: стойками, ригелями, балками, прогонами и специальными креплениями. Кроме этого, в комплекте имеется вспомогательная оснастка для производства опалубочных и бетонных работ (навесные стремянки, рабочие площадки и пр.).

Щиты каркасной конструкции выполнены как полностью из металла, так и комбинированными с использованием в качестве палубы дерева, фанеры, древесностружечных плит, пластика.

Торцы неметаллической палубы защищены по всему периметру от механических повреждений приваренной по контуру металлической рамкой. От увлажнения торцы палубы защищены водостойким герметиком. В качестве материала для защиты торцов могут быть применены следующие составы:

• К-115 (СТУ 30-14148-63): эпоксидная смола ЭД-5, пластифицированная полиэфиром МГФ-9, отвердитель — полиэтиленполиамин (15 мас. ч), компаунд (10 мас. ч), наполнитель — цемент (100...200 мас. ч);
• К-163 (СТУ 30-14161-64): ЭД-5, пластифицированная полиэфиром МГФ-9 и тиоколом, отвердитель — полиэтиленполиамин;
• К-168 (МРТУ 6-05-1023-66): ЗД-б, пластифицированная полиэфиром МГФ-9, отвердитель — полиэтиленполиамин;
• К-201 (СТУ 30-1447-63): ЭД-5. пластифицированная полиэфиром МГФ-9, отвердитель — полиэтиленполиамин (15 мас. ч), компаунд (100 мас. ч), наполнитель — цемент или вибропомолотый кварц.

Для улучшения качества поверхности бетонных конструкций, а также для повышения оборачиваемости палубы из фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит целесообразно применение пленок, получаемых путем пропитки бумажной или стеклотканевой основы фенольными смолами. Пленки наносят на древесные материалы с помощью прессов с подогреваемыми плитами. Продолжительность прессования под давлением 1,4...1,8 МПа при толщине фанеры 18 мм составляет от 5 до 12 мин в зависимости от температуры (130..160°С).

Крепление неметаллической палубы осуществляется с помощью накладок, закрепляемых к продольным и поперечным ребрам каркаса щита, что позволяет осуществлять быструю замену палубы. Для крепления щитов между собой, а также со схватками в каркасе щита предусмотрены круглые отверстия диаметром 20 мм, устраиваемые с шагом 100 мм. Крепление щитов к схваткам осуществляют с помощью натяжных крюков с винтовым или клиновым запором, а крепление щитов один к другому — с помощью специального замка (рис. 8). При соединении палец замка заводят в отверстие щитов, замок поворачивается вокруг оси пальца, и клинообразная прорезь пластины охватывает уголки соединения щитов. При легком ударе уголки щитов стягиваются и надежно фиксируются от продольных смещений. Палец замка удерживает щиты от поперечного смещения. Конструкция замка позволяет осуществлять надежное соединение щитов. Она значительно эффективнее широко применяемых пружинных скоб кашпо технологии изготовления, так и по надежности и удобству в работе. Кроме того, при изготовлении его используют обычные стали вместо пружинных, более дефицитных и требующих термической обработки при гибке.

Применение в качестве инвентарных тяжей арматуры периодического профиля позволяет увеличить шаг установки тяжей и тем самым снизить трудоемкость работ. Для закрепления тяжей из арматуры периодического профиля применен замок с клиновидным запором (рис. 9). Закрепление тяжей осуществляется с помощью неподвижного и подвижного сухарей, имеющих рисунок внутренней поверхности, соответствующий рисунку арматуры. Обжатие, затяжку и освобождение стержня осуществляют с помощью клина.

Схватки (рис. 10,а) выполнены из двух спаренных швеллеров. Продолговатые отверстия служат для соединения схваток под углом. Соединять их можно как по концам схваток, так и в любом месте по длине. Масса схваток при длине 2 м составляет 24,2 кг; при длине 2,5 м — 30,2 кг; 3 м — 36,2 кг; 3,5 м — 42,2 кг. Балки, (рис. 10,6), применяемые в основном для сборки опалубки ступенчатых фундаментов, состоят из двух поясов схваток, соединенных распорками. Высота балок соответствует высоте ступеней фундаментов — 300 и 600 мм. Применяют также балки высотой 400 и 500 мм. Балки являются несколько специфичными элементами разборно-переставной опалубки; масса их превышает 50 кг, установка и демонтаж их возможны только с помощью крана. Поэтому монтаж и демонтаж их целесообразно производить укрупненными панелями и блоками вместе с навешенными на них щитами.

Для устойчивостй установленных панелей опалубки их закрепляют подкосами. Подкосы служат также для рихтовки, точной установки опалубки, распалубливания. Подкосы, прикрепляемые к бетонному основанию, могут применяться для восприятия давления бетонной смеси. При этом может быть значительно сокращено (или даже исключено) число устанавливаемых стяжных болтов.

Поддерживающие элементы опалубки перекрытий включают телескопические стойки, раздвижные ригели, прогоны, балочные струбцины и т.д. Телескопические стойки имеют переменную длину и позволяют устанавливать опалубку перекрытий на высоте от 2 до 5 м. При бетонировании перекрытий на большей высоте (до 30 м) применяются дополнительные опорные нераздвижные стойки (табл. 3 и 4).

Панели и блоки собирают на специальных открытых площадках и стендах или в ремонтных или опалубочных цехах (рис. 11). При сборке панелей палубой вниз раскладывают щиты опалубки, по контуру устанавливают 'фиксаторы, щиты выверяют и соединяют между собой замками.

По верху щитов устанавливают и закрепляют схватки или фермы, причем крайние щиты соединяют со схватками с помощью болтового соединения. Болтовые соединения устанавливают также через каждые 1,5...2 м по длине панели и в каждом ярусе щитов по высоте. Крепление второго ряда схваток, устанавливаемых перпендикулярно первому, также производится на болтах. После установки подкосов и подмостей для бетонирования панель приводят в вертикальное положение и с ней при необходимости стыкуют другую панель (при сборке блоков опалубки).

Монтаж панелей и блоков производится краном по рискам, нанесенным на основание. Выверка и точная установка в вертикальной плоскости производится с помощью винтовых домкратов, устанавливаемых на подкосах панели. При монтаже верхних ярусов панелей по нижним первые после закрепления должны закрепляться растяжками или телескопическими стойками, установленными наклонно и упирающимися в основание или отсыпку. Монтаж панелей верхнего яруса после демонтажа нижних производится на опорные консоли, закрепляемые в стенах при бетонировании нижнего яруса, или на телескопические стойки, закрепляемые к забетонированной стене (при небольшой высоте).

При пропуске тяжей между соседними панелями в месте их стыковки устанавливают дополнительные схватки или другие несущие опоры.

Демонтаж панелей краном производится только после полного снятия креплений, отсоединения стяжных болтов и отрыва панели от бетона. Отрыв от бетона достаточно жестких и недеформированных панелей производится при ослаблении винтовых домкратов, установленных на подкосах, или при ослаблении установленных наклонно в распор телескопических стоек.

Монтаж опалубки замкнутых конструкций типа ступенчатых фундаментов, а также угловых сопряжений целесообразно производить Г-образными, а также замкнутыми или не замкнутыми в плане блоками. Перед установкой блока нижней ступени фундамента под колонны основание выверяют и выравнивают, на него наносят риски. Рихтовка выверенного перед монтажом блока по высоте производится подбивкой конусных прокладок. После установки тяжей или опор, опирающихся в забитые в основание якоря или в уплотненный грунт и воспринимающих нагрузки при бетонировании, блок окончательно выверяют по-размерам и рихтуют. Следующий блок опалубки монтируют на нижний, выверяют и закрепляют на нем.

При поэлементном монтаже опалубки ступенчатого фундамента вначале устанавливают опорные балки первой ступени, а балки между собой в углах не стягивают. После выверки балок на них навешивают щиты опалубки, начиная от углов. После установки, подгонки и рихтовки щитов весь короб опалубки выверяют, при необходимости устанавливают тяжи и балки окончательно закрепляют между собой, в углах. Аналогично производят монтаж опалубки следующих ступеней. При установке опалубки подколонника на схватках (также желательно применение балок) их раскладывают по опалубке верхней ступени и соединяют в углах. На них устанавливают и закрепляют за низ щиты опалубки подколонника. По верху щитов устанавливают второй ряд схваток. Щиты соседних сторон подколонника и схватки закрепляют между собой в углах.

После сборки и закрепления Г-образной поверхности аналогично устанавливают опалубку следующих поверхностей, начиная от углов. После установки одного яруса опалубки подколонника при необходимости вертикально устанавливают дополнительные схватки с перепуском на следующий ярус. После этого монтируют щиты в углах второго яруса, прикрепляя их к нижним щитам, и на них навешивают снизу схватки, которые сразу же соединяют в углах. После этого устанавливают остальные щиты по длине опалубки подколонника, соединяя их с нижним рядом щитов и соседними, закрепленными, щитами. Установленные щиты соединяют со схватками. После монтажа опалубку подколонника закрепляют растяжками и на нее навешивают подмости для бетонирования. Установку опалубки стен, ленточных фундаментов и фундаментов под оборудование также начинают с углов или угловых сопряжений. На установленную опалубку первого яруса сразу же закрепляют подкосы, устанавливаемые щиты (желательна вертикальная установка) последовательно соединяют с ранее установленными и со схватками. Поверхность опалубки стен должна через 1,5...2 м скрепляться с противостоящей опалубкой или прикрепляться к основанию. Закрепление может .производиться с помощью забитых в основание опор или в уплотненный грунт. Для устойчивости опалубки, а также для восприятия нагрузок при бетонировании могут использоваться наклонно устанавливаемые телескопические стойки. Однако поэлементный монтаж опалубки стен, фундаментов под оборудование и других конструкций с большими поверхностями должен производиться в исключительных случаях.

Набор необходимых элементов (условный комплект) (табл. 7) может быть использован для прикидочных расчетов потребности и материалоемкости опалубки, а также при заказе опалубки, когда неизвестна номенклатура возводимых конструкций. Для изготовления опалубки под конкретные монолитные конструкции из комплекта выбирают необходимые элементы.

При расчете опалубки замкнутых конструкций (рис. 12) и стен принимались значительно большие нагрузки (по п. 2 табл. 1 прил. 1 к СНиП III-15-76, K₁ = 1; K₂ = 0,85; V = 3 м/ч, нагрузки при вибрировании 4 кН/м² — коэффициент перегрузки 1,3) при достаточно высокой для таких конструкций скорости бетонирования 3 м/ч.

В расчетах и экспериментах варьировались конструкции и материал опалубки, шаг установки схваток и тяжей, просматривался также вариант установки опалубки без тяжей. Размеры блока (L) изменялись от 1,5 до 3 м. Щиты устанавливались вертикально.

Опалубка выполнялась из различных материалов:

• а) каркас щита и схватки из деревянных брусков;
• б) полностью металлическая опалубка, каркас щита из уголков, палуба из листа толщиной 2 мм;
• в) металлические схватки и каркас щита (из уголков) и палуба из фанеры толщиной 1,2 см;
• г) каркас щита и схватки из алюминиевого сплава (алюминий марки 1925Т с пределом текучести ?_T — 155 МПа), палуба из фанеры толщиной 1,2 см.

С увеличением ширины щитов увеличивается несущая способность опалубки, масса опалубки снижается в среднем на 10% с увеличением ширины щита от 0,3 до 0,6 м. Несущая способность и жесткость деревянной опалубки увеличиваются при росте отношения высоты бруса к ширине, при этом масса опалубки в среднем снижается на 30%. при изменении этого соотношения от 2 до 5.

Из конструктивных соображений отношение высоты бруса к ширине в дальнейшем принято равным 2.

Использование деревянной опалубки при пролетах до 3 м без установки тяжей оказалось нецелесообразным. Масса опалубки (табл. 8) составляла от 103 до 155 кг/м² при числе схваток по высоте соответственно от 7 до 3 шт. (шаг установки от 0,5 до 1,5 м). При этом сечение деревянных брусьев при трех схватках составляет 38X38 см, при семи — 15,5X31 см, масса трехметровых схваток составляет соответственно 260 и 86 кг. В этом случае необходимо применение горизонтальных ферм шпренгельного типа или металлических схваток.

При опалубливании плоских плит перекрытия по прогонам монтируют раздвижные ригели.

Для устройства опалубки балок на оголовниках телескопических стоек или на ригелях закрепляют балочные струбцины (рис. 13). После установки щитов днища балок устанавливают боковые щиты, а между ними — временные распорки или струбцины (по верху щитов). Установка струбцин для восприятия давления бетонной смеси целесообразна при значительной высоте балок. Боковые щиты целесообразно устанавливать на прогоны или струбцины, а не на щиты днища, чтобы предотвратить вытекание цементного молока даже при незначительных прогибах горизонтальных щитов! После установки щитов их закрепляют кронштейнами балочных струбцин. Между щитами плоской плиты перекрытия и боковыми щитами балок устанавливают легко извлекаемые прокладки. Демонтаж опалубки начинается с опускания всей системы при последовательном вращении винтовых домкратов.

При демонтаже опалубки балок ослабляют крепление балочных струбцин и отрывают от бетона боковые щиты. После этого последовательным вращением домкратов телескопических стоек на 10—15 см опускают опалубку балок, снимают боковые щиты и щиты днища. При опирании на боковые щиты опалубки плоских плит перекрытия демонтаж начинают с нее.

Демонтаж опалубки плоских перекрытий начинают со среднего ригеля, который выводят из опорных гнезд и снимают. При этом щиты обоими концами должны опираться на недемонтированные ригели. После ослабления (но не снятия) этих ригелей щиты осторожно снимают и выводят из-под них. Щиты, с которых начинается демонтаж, должны устанавливаться с зазором по отношению к соседним. Зазор между ними заделывают паклей, резиновым жгутом или закрывают сверху листовым материалом.

Опускание стоек опалубки сводов, арок и большепролетных балок производят постепенно, начиная с центра конструкции, и ведут последовательно в направлении к периметру.

К недостаткам мелкощитовой опалубки следует отнести значительное количество стыковых соединений, что не позволяет часто получить высокое качество бетонных поверхностей. Значительное число монтажных соединений определяет значительно большие трудозатраты, чем у других видов опалубки, в частности крупнощитовой.

Примечания

1. Работа выполнялась докт. техн. наук А. В. Гемерлингом и канд. техн. наук Р. А. Дубровской.