Скачать книгу с рисунками и таблицами -

10. ДЕФЕКТЫ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ВЫЗВАННЫЕ НАРУШЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ

К основным нарушениям технологии производства работ, приводящим к образованию дефектов монолитных железобетонных конструкций, можно отнести следующие:
- изготовление недостаточно жесткой, сильно деформирующейся при укладке бетона и недостаточно плотной опалубки;
- нарушение проектных размеров конструкций;
- плохое уплотнение бетонной смеси при ее укладке в опалубку;
- укладка расслоившейся бетонной смеси;
- применение слишком жесткой бетонной смеси при густом армировании;
- плохой уход за бетоном в процессе его твердения;
- применение бетона прочностью ниже проектной;
- несоответствие проекту армирования конструкций;
- некачественная сварка стыков арматуры;
- применение сильно прокоррозированной арматуры;
- ранняя распалубка конструкции;
- нарушение требуемой последовательности распалубки сводчатых конструкций.

Изготовление недостаточно жесткой опалубки, когда она получает значительные деформации в период укладки бетонной смеси, приводит к появлению больших изменений формы железобетонных элементов. При этом элементы получают вид сильно прогнувшихся конструкций, вертикальные поверхности приобретают выпуклости. Деформация опалубки может привести к смещению и деформации арматурных каркасов и сеток и изменению несущей способности элементов. Следует иметь в виду, что собственный вес конструкции при этом возрастает.
Неплотная опалубка способствует вытеканию цементного раствора и появлению в связи с этим в бетоне раковин и каверн. Раковины и каверны возникают также из-за недостаточного уплотнения бетонной смеси при ее укладке в опалубку. Появление раковин и каверн вызывает более или менее значительное снижение несущей способности элементов, увеличение проницаемости конструкций, способствует коррозии арматуры, находящейся в зоне раковин и каверн, а также может быть причиной продергивания арматуры в бетоне.
Уменьшение проектных размеров сечения элементов приводит к снижению их несущей способности, увеличение – к возрастанию собственного веса конструкций.
Применение расслоившейся бетонной смеси не позволяет получить однородную прочность и плотность бетона по всему объему конструкции и снижает прочность бетона.
Использование слишком жесткой бетонной смеси при густом армировании приводит к образованию раковин и каверн вокруг арматурных стержней, что снижает сцепление арматуры с бетоном и вызывает опасность появления коррозии арматуры.
Во время ухода за бетоном следует создать такие температурно-влажностные условия, которые обеспечили бы сохранение в бетоне воды, необходимой для гидратации цемента. Если процесс твердения протекает при относительно постоянной температуре и влажности, напряжения, возникающие в бетоне вследствие изменения объема и обуславливаемые усадкой и температурными деформациями, будут незначительными. Обычно бетон покрывают полиэтиленовой пленкой или другим защитным покрытием. Возможно применение и пленкообразующих материалов. Уход за бетоном осуществляется обычно в течение трех недель, а при применении подогрева бетона - по его окончании.
Плохой уход за бетоном приводит к пересушиванию поверхности железобетонных элементов или всей их толщины. Пересушенный бетон обладает значительно меньшей прочностью и морозостойкостью, чем нормально затвердевший, в нем возникает много усадочных трещин.
При бетонировании в зимних условиях при недостаточных утеплении или тепловой обработке может произойти раннее замораживание бетона. После оттаивания такого бетона он не сможет набрать необходимую прочность. Конечная прочность на сжатие бетона, подвергшегося раннему замораживанию, может достигать 2-3 МПа и менее.
Минимальная (критическая) прочность бетона, обеспечивающая необходимое сопротивление давлению льда и сохранение в последующем при положительных температурах способности к твердению без значительного ухудшения свойств бетона приведена в табл. 10.1.

Таблица 10.1. Минимальна я (критическая) прочность бетона, которую бетон должен приобрести к моменту замерзания (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

Если из опалубки до бетонирования не был убран весь лед и снег, то в бетоне возникают раковины и каверны. В качестве примера можно привести строительство котельной в условиях вечной мерзлоты.
Основанием котельной служила монолитная железобетонная плита, в которую заделывались головки свай, погруженных в грунт. Между плитой и грунтом было предусмотрено вентилируемое пространство для изоляции грунта от тепла, проникающего через пол котельной. Из верха свай были сделаны выпуски арматуры, вокруг которых образовался лед, не удаленный перед бетонированием. Этот лед растаял в летнее время и плита основания здания оказалась опертой только на выпуски арматуры из свай (рис. 10.1). Арматурные выпуски из свай деформировались под действием веса всего здания и плита основания получила большие неравномерные осадки.

Рис. 10.1. Схема состояний монолитной плиты основания котельной (а - при бетонировании; б - после того как растаял лед, оставшийся в опалубке): 1 - монолитная плита; 2 - лед, оставленный в опалубке; 3 - арматура сваи; 4 - свая (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

Несоответствие проекту прочности бетона и армирования конструкций, а также некачественная сварка выпусков арматуры и пересечения стержней влияет на прочность, трещиностойкость, и жесткость монолитных конструкций также, как и аналогичные дефекты в сборных железобетонных элементах.
Незначительная коррозия арматуры не сказывается на сцеплении арматуры с бетоном, а, следовательно, и на работу всей конструкции. Если же арматура прокорродирована так, что слой коррозии при ударах отслаивается от арматуры, то сцепление такой арматуры с бетоном ухудшается. При этом наряду со снижением несущей способности элементов из-за уменьшения в связи с коррозией сечения арматуры наблюдается увеличение деформативности элементов и снижение трещиностойкости.
Ранняя распалубка конструкций может привести к полной непригодности конструкции и даже ее обрушению в процессе распалубки из-за того, что бетон не набрал достаточной прочности. Время распалубки определяется главным образом температурными условиями и видом опалубки. Например, опалубка боковых поверхностей стен, балок может быть снята значительно раньше опалубки нижних поверхностей изгибаемых элементов и боковых поверхностей колонн. Последняя опалубка может быть снята только тогда, когда будет обеспечена прочность конструкций от воздействия собственного веса и временной нагрузки, действующей в период строительных работ. Поданным Н. Н. Лукницкого , снятие опалубки плит пролетом до 2,5 м может быть осуществлено не ранее достижения бетоном прочности 50% от проектной, плит пролетом более 2,5 м и балок – 70%, большепролетных конструкций - 100%.
При распалубке сводчатых конструкций вначале должны быть освобождены кружала у замка, а потом у пят конструкции. Ясли кружала вначале освободить у пят, то свод обопрется на кружала в его замковой части, а на такую работу свод не рассчитан.
В настоящее время получили большое распространение монолитные железобетонные конструкции, особенно в многоэтажном домостроении.
Строительные организации, как правило, не имеют соответствующую опалубку и берут ее в аренду. Аренда опалубки стоит дорого, поэтому строители максимально уменьшают срок ее оборачиваемости. Обычно распалубку делают через двое суток после укладки бетона. При таком темпе возведения монолитных конструкций требуются особо тщательная проработка всех этапов работы: транспортирование бетонной смеси, укладка бетона в опалубку, сохранение влаги в бетоне, прогрев бетона, утепление бетона, контроль за температурой подогрева и набором прочности бетона.
Для уменьшения отрицательного влияния перепада температуры бетона следует выбирать минимально допустимую температуру подогрева бетона при распалубке.
Для вертикальных конструкций (стен) температуру подогрева бетона можно рекомендовать 20°С, а для горизонтальных (перекрытий) - 30°С. В условиях Санкт-Петербурга в течении двух суток средняя температура воздуха 20°С и, тем более, 30°С не бывает. Поэтому подогревать бетон следует в любое время года. Даже в апреле и октябре автору так и не удалось увидеть подогрев бетона на стройках.
В зимнее время бетон перекрытий следует при подогреве утеплять укладкой поверх полиэтиленовой пленки слоя эффективного утеплителя. И это во многих случаях не делается. Поэтому плиты перекрытий, забетонированные в зимнее время, имеют прочность бетона сверху в 3-4 раза меньшую, чем снизу.
При распалубке посередине участка плиты перекрытия оставляют временную опору в виде стойки или участка опалубки. Также временные опоры следует устанавливать до распалубки строго по вертикали по этажам, что так же часто не соблюдается.
Поскольку прочность бетона стен при распалубке не достигает проектного значения необходимо делать их промежуточный расчет для определения количества этажей, которые могут быть возведены в зимнее время.
Имеется большой дефицит инструктивной литературы по монолитному железобетону, что отражается на его качестве.

На сцепление опалубки с бетоном влияют адгезия и когезия бетона, его усадка, шероховатость и пористость формующей поверхности опалубки. Величина сцепления может достигать нескольких кг/см 2 , что затрудняет работы по распалубке, ухудшает качество поверхности железобетонного изделия и приводит к преждевременному износу опалубочных щитов.

Бетон прилипает к деревянным и стальным поверхностям опалубки сильнее, чем к пластмассовым из-за слабой смачиваемости последних.

Разновидности смазок:

1) водные суспензии порошкообразных веществ, инертных по отношению к бетону. При испарении воды из суспензии на поверхности опалубки образуется тонкая прослойка, препятствующая сцеплению бетона. чаще применяют суспензию из: CaSO 4 ×0,5H 2 O 0,6...0,9 вес. ч., известковое тесто 0,4...0,6 вес.ч., ЛСТ 0,8...1,2 вес.ч., вода 4...6 вес.ч. Эти смазки стираются бетонной смесью, загрязняют бетонные поверхности, поэтому редко применяются;

2) гидрофобные смазки наиболее распространены на основе минеральных масел, эмульсола или солей жирных кислот (мыла). После их нанесения образуется гидрофобная пленка из ряда ориентированных молекул, которая ухудшает сцепление опалубки с бетоном. Их недостаток: загрязнение поверхности бетона, высокая стоимость и пожароопасность;

3) смазки – замедлители схватывания бетона в тонких пристыковых слоях. Меласса, танин и др. Их недостаток – сложность регулирования толщины слоя бетона, в котором замедляется схватывание.

4) комбинированные – используются свойства формующих поверхностей опалубки в сочетании с замедлением схватывания бетона в пристыковых слоях. Готовят их в виде обратных эмульсий, помимо гидрофобизаторов и замедлителей могут вводиться пластифицирующие добавки: ЛСТ, мылонафт и др., которые снижают поверхностную пористость бетона в пристыковых слоях. Эти смазки не расслаиваются 7…10 сут, хорошо удерживаются на вертикальных поверхностях и не загрязняют бетон.

Установка опалубки .

Сборка опалубочных форм из элементов инвентарной опалубки, а также установка в рабочее положение объемно-переставной, скользящей, тоннельной и катучей опалубок должна производиться в соответствии с технологическими правилами на их сборку. Формующие поверхности опалубки должны быть связаны антиадгезионной смазкой.

При установке конструкций, поддерживающих опалубку, выполняются следующие требования:

1) стойки должны устанавливаться на основания, имеющие площадь опирания, достаточную для предохранения забетонированной конструкции от недопустимых просадок;

2) тяжи, стяжки и другие элементы крепления не должны препятствовать бетонированию;

3) крепление тяжей и расчалок к ранее забетонированным железобетонным конструкциям должно производиться с учетом прочности бетона к моменту передачи на него нагрузок от этих креплений;

4) основание под опалубку должно быть выверено до начала ее установки.

Опалубка и кружала железобетонных арок и сводов, а также опалубка железобетонных балок пролетом более 4 м должны устанавливаться со строительным подъемом. Величина строительного подъема должна быть не менее 5 мм на 1 м пролета арок и сводов, а для балочных конструкций - не менее 3 мм на 1 м пролета.

Для установки опалубки балок на верхний конец стойки надевают раздвижную струбцину. По стойкам на вилочные опоры, закрепленные на верхнем конце стойки, устанавливают прогоны, на которые устанавливают щиты опалубки. На прогоны опирают также раздвижные ригели. Их можно опирать также непосредственно на стены, но в этом случае в стенах должны быть сделаны опорные гнезда.

Перед установкой разборно-переставной опалубки выставляют маяки, на которые красной краской наносят риски, фиксирующие положение рабочей плоскости щитов опалубки и поддерживающих элементов. Элементы опалубки, поддерживающих лесов и подмостей следует складировать как можно ближе к рабочему месту в штабелях не более 1...1,2 м по маркам так, чтобы обеспечить свободный доступ к любому элементу.

Поднимать щиты, схватки, стойки и др. элементы, а также подавать их к рабочему месту на подмости нужно в пакетах подъемными механизмами, а элементы креплений подавать и хранить в специальных контейнерах.

Собирается опалубка специализированным звеном, принимается мастером.

Монтаж и демонтаж опалубки целесообразно вести крупноразмерными панелями и блоками с максимальным использованием средств механизации. Сборка ведется на монтажных площадках с твердым покрытием. Панель и блок устанавливают в строго вертикальное положение с помощью винтовых домкратов, установленных на подкосах. После монтажа при необходимости устанавливают стяжки, закрепляемые клиновым замком на схватках.

Опалубку для конструкций высотой более 4 м собирают в несколько ярусов по высоте. Панели верхних ярусов опирают на нижестоящие или устанавливают на опорные кронштейны, устанавливаемые в бетоне, после демонтажа опалубки нижних ярусов.

При сборке опалубки криволинейного очертания применяют специальные трубчатые схватки. После сборки опалубки производят ее рихтовку подбивкой клиньев последовательно по диаметрально противоположным направлениям.

Контрольные вопросы

1. Какое основное назначение опалубки при монолитном бетонировании? 2. Какие виды опалубки вы знаете? 3. Из каких материалов может изготавливаться опалубка?

13. Армирование железобетонных конструкций

Общие сведения. Стальная арматура для железобетонных конструкций – самый массовый вид высокопрочного проката с временным сопротивлением от 525 до 1900 МПа. За последние 20 лет объём мирового производства арматуры увеличился примерно в 3 раза и достиг более 90 миллионов тонн в год, что составляет около 10 % всего выпускаемого стального проката.

В России в 2005 году произведено 78 млн. м 3 бетона и железобетона, объём применения стальной арматуры составил около 4 млн. т, при тех же темпах развития строительства и полном переходе в обычном железобетоне на арматуру классов А500 и В500 в нашей стране в 2010 году ожидается потребление около 4,7 млн. т арматурной стали на 93,6 млн. м 3 бетона и железобетона.

Средний расход арматурной стали на 1 м 3 железобетона в разных странах мира находится в пределах 40…65 кг, для железобетонных конструкций, изготавливаемых в СССР, средний расход арматурной стали составлял 62,5 кг/м 3 . Экономия за счет перехода на сталь А500С вместо А400 ожидается около 23%, при этом повышается надёжность железобетонных конструкций благодаря исключению хрупкого разрушения арматуры и сварных соединений.

При изготовлении сборных и монолитных железобетонных конструкций стальной прокат используется для изготовления арматуры, закладных деталей для сборки отдельных эле6ментов, а также для монтажных и других приспособлений. Потребление стали при изготовлении железобетонных конструкций составляет около 40% от всего объёма металла, применяемого в строительстве. Доля стержневой арматуры составляет 79, 7% от общего объёма, в том числе: обычная арматура – 24,7%, повышенной прочности – 47,8%, высокопрочная – 7,2%; доля проволочной арматуры – 15,9%, в том числе обычная проволока 10,1%, повышенной прочности – 1,5%, горячекатаная – 1%, высокопрочная – 3,3%, доля проката для закладных деталей составляет 4,4%.

Арматура, устанавливаемая по расчёту для восприятия напряжений в процессе изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации конструкции, называется рабочей, а устанавливаемая по конструктивным и технологическим соображениям, – монтажной. Рабочую и монтажную арматуру чаще всего объединяют в арматурные изделия – сварные или вязаные сетки и каркасы, которые размещаются в опалубке строго в проектном положении в соответствии с характером работы железобетонной конструкции под нагрузкой.

Одной из основных задач, решаемых при производстве железобетонных конструкций, является снижение расхода стали, что достигается применением арматуры повышенной прочности. Внедряются новые виды арматурных сталей для обычных и предварительно напряжённых железобетонных конструкций, которые вытесняют малоэффективные стали.

Для изготовления арматуры используются низкоуглеродистые, низко или средне легированные мартеновские и конверторные стали различных марок и структур, а, следовательно, и физико-механических свойств диаметром от 2,5 до 90 мм.

Арматуру железобетонных конструкций классифицируют по 4 признакам:

– По технологии изготовления различают горячекатаную стержневую сталь, поставляемую в прутках или мотках в зависимости от диаметра, и холоднотянутую (изготовленную волочением) проволочную.

– По способу упрочнения стержневая арматура может быть упрочнена термически и термомеханически или в холодном состоянии.

– По форме поверхности арматура может быть гладкая, периодического профиля (с продольными и поперечными рёбрами) или рифлёная (с эллиптическими вмятинами).

– По способу применения различают арматуру без предварительного напряжения и с предварительным напряжением.

Разновидности арматурной стали. Для армирования железобетонных конструкций применяют: стержневую сталь, соответствующую требованиям стандартов: стержневая горячекатаная – ГОСТ 5781, классы этой арматуры обозначаются буквой А; стержневую термомеханически упрочнённую – ГОСТ 10884, классы обозначаются Ат; проволочную из низкоуглеродистой стали – ГОСТ 6727, гладкая обозначается В, рифлёная – Вр; проволоку из углеродистой стали для армирования преднапряженных железобетонных конструкций – ГОСТ 7348, гладкая обозначается В, рифлёная–Вр, канаты по ГОСТ 13840, обозначаются буквой К.

При изготовлении железобетонных конструкций целесообразно для экономии металла применять арматурную сталь с наиболее высокими механическими свойствами. Вид арматурной стали выбирают в зависимости от типа конструкций, наличия предварительного напряжения, условий изготовления, монтажа и эксплуатации. Все виды отечественной ненапрягаемой арматуры хорошо свариваются, но выпускаются особенно для предварительно напрягаемых железобетонных конструкций и ограниченно свариваемые или не свариваемые виды арматуры.

Стержневая горячекатаная арматура. В настоящее время испо-льзуется два способа обозначения классов стержневой арматуры: А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI и соответственно А240, А300, А400 и А500, А600, А800, А1000. При первом способе обозначения в один класс могут входить разные арматурные стали с одинаковыми свойствами, с увеличением класса арматурной стали повышаются её прочностные характеристики (условный предел упругости, условный предел текучести, временное сопротивление) и уменьшаются показатели деформативности (относительное удлинение после разрыва, относительное равномерное удлинение после разрыва, относительное сужение после разрыва и др.). При втором способе обозначения классов стержневой арматуры числовой индекс обозначает минимальное гарантированное значение условного предела текучести в МПа.

Дополнительные индексы, применяемые для обозначения стержневой арматуры: Ас-II – арматура второго класса, предназначенная для железобетонных конструкций, эксплуатируемых в северных регионах, А-IIIв – арматура третьего класса, упрочнённая вытяжкой, Ат-IVК – арматура термоупрочнённая четвёртого класса, с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию, Ат-IIIС – арматура темпоупрочнённая III класса свариваемая.

Стержневая арматура выпускается диаметром от 6 до 80 мм, арматура классов А-I и А-II диаметром до 12 мм и класса А-III диаметром до 10 мм включительно может поставляться в прутках или мотках, остальная арматура поставляется только в прутках длиной от 6 до 12 м, мерной или немерной длины. Кривизна стержней не должна превышать 0,6 % от измеряемой длины. Сталь класса А-I изготавливается гладкой, остальная – периодического профиля: арматура класса А-II имеет два продольных ребра и поперечные выступы, идущие по трёхзаходной винтовой линии. При диаметре арматуры 6 мм допускаются выступы по однозаходной винтовой линии, а при диаметре 8 мм – по двухзаходной. Арматура класса А-III и выше также имеет два продольных ребра и поперечные выступы в виде «ёлочки». На поверхности профиля, включая поверхность рёбер и выступов, не должно быть трещин, раковин, прокатных плен и закатов. Для того чтобы отличать стали класса А-III и выше окрашиваются в различные цвета торцевые поверхности прутков или маркируют сталь выпуклыми метками, наносимыми при прокатке.

В настоящее время изготавливается также сталь со специальным винтовым профилем – европрофиль (без продольных ребер, а поперечные рёбра в виде винтовой линии сплошной или прерывистой), что обеспечивает возможность навинчивания на стержни винтовых соединительных элементов – муфт, гаек. С их помощью арматура может стыковаться без помощи сварки в любом месте и образовывать временные или постоянные анкеры.

Рис. 46. Стержневая горячекатаная арматура периодического профиля:

а – класса А-II, б – класса А-III и выше.

Для изготовления арматуры применяется углеродистые (главным образом Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст5пс, Ст5сп), низко и среднелегированные стали (10ГТ, 18Г2С, 25Г2С, 32Г2Рпс, 35ГС, 80С, 20ХГ2Ц, 23Х2Г2Т, 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР), изменением содержания углерода и легирующих элементов регулируются свойства стали. Свариваемость арматурных сталей всех марок (кроме 80С) обеспечивается химическим составом и технологией. Величина углеродистого эквивалента:

Сэкв = С + Mn/6 + Si /10

для свариваемой стали из низколегированной стали А-III (А400) должна быть не более 0,62.

Стержневая термомеханически упрочнённая арматура также подразделяется на классы по механическим свойствам и эксплуатационным характеристикам: Ат-IIIС (Ат400С и Ат500С), Ат-IV(Ат600), Ат-IVС (Ат600С), Ат-IVК(Ат600К), Ат-V(Ат800), Ат-VК(Ат800К), Ат-VI(Ат1000), Ат-VIК(Ат1000К), Ат-VII(Ат1200). Сталь изготавливается периодического профиля, который может быть как у горячекатаной стержневой класса А-Ш, или как показано на рис. 46 с продольными или без и поперечными серповидными ребрами, по заказу может изготавливаться гладкая арматура.

Арматурная сталь диаметром 10 и более мм поставляется в виде прутков мерной длины, свариваемую сталь допускается поставлять в прутках немерной длины. Сталь диаметром 6 и 8 мм поставляется в мотках, допускается поставка в мотках стали Ат400С, Ат500С, Ат600С диаметром 10 мм.

Для свариваемой арматурной стали Ат400С углеродный эквивалент:

Сэкв = С + Mn/8 + Si /7

должен быть не менее 0,32, стали Ат500С – не менее 0,40, для стали Ат600С – не менее 0,44.

Для арматурной стали классов Ат800, Ат1000, Ат1200 релаксация напряжений не должна превышать 4% за 1000 часов выдержки при исходном усилии, составляющем 70% максимального усилия, соответствующего временному сопротивлению.

Рис. 47. Сталь стержневая термомеханически упрочнённая периодического профиля

а) – серповидный профиль с продольными ребрами, б) – серповидный профиль без продольных рёбер.

Арматурная сталь классов Ат800, Ат1000, Ат1200 должна выдерживать без разрушения 2 млн. циклов напряжения, составляющего 70% от временного сопротивления. Интервал напряжения для гладкой стали должен составлять 245 МПа, для стали периодического профиля – 195 МПа.

Для арматурной стали классов Ат800, Ат1000, Ат1200 условный предел упругости должен быть не менее 80% от условного предела текучести.

Арматурная проволока изготавливается холодным волочением диаметром 3–8 мм или из низкоуглеродистой стали (Ст3кп или Ст5пс) – класса В-1, Вр-1 (Вр400, Вр600), выпускается также проволока класса Врп-1 с серповидным профилем, или из углеродистой стали марок 65…85 класса В-П, Вр-П (В1200, Вр 1200, В1300,Вр 1300, В1400,Вр 1400, В1500, Вр 1500). Числовые индексы класса арматурной проволоки при последнем обозначении соответствуют гарантированному значению условного предела текучести проволоки в МПа с доверительной вероятностью 0,95.

Пример условного обозначения проволоки: 5Вр1400 – диаметр проволоки 5 мм, поверхность её рифлёная, условный предел текучести не менее 1400 МПа.

В настоящее время отечественная метизная промышленность освоила выпуск стабилизированной гладкой высокопрочной проволоки диаметром 5 мм с повышенной релаксационной способностью и низкоуглеродистую проволоку диаметром 4…6 мм класса Вр600. высокопрочная проволока изготавливается с нормированным значением прямолинейности и правке не подлежит. Проволока считается прямолинейной, если при свободной укладке отрезка длиной не менее 1,3 м на плоскости образуется сегмент с основанием 1 м и высотой не более 9 см.

Табл. 3. Нормативные требования к механическим свойствам высокопрочной проволоки и арматурных канатов

Примечания: 1 – 5 1 и 2,5 1 относится к стабилизированной проволоке диаметром 5 мм,

2 – – величина релаксации напряжения приведена через 1000 часов выдержки при напряжении = 0,7 в % от величины начального напряжения.

Арматурные канаты изготавливают из высокопрочной холоднотянутой проволоки. Для лучшего использования прочностных свойств проволоки в канате шаг свивки принимают максимальным, обеспечивающим нераскручиваемость каната – обычно в пределах 10–16 диаметров каната. Изготавливают канаты К7 (из 7 проволочек одного диаметра: 3,4,5 или 6 мм) и К19 (10 проволок диаметром 6мм и 9 проволок диаметром 3мм), кроме этого могут быть свиты несколько канатов: К2×7 – свиты 2 семипроволочных каната, К3×7, К3×19.

Нормативные требования к механическим свойствам высокопрочной проволоки и арматурных канатов приведены в табл.

В качестве ненапрягаемой рабочей арматуры применяется стержневая горячекатаная классов А-III, Ат-III, Ат-IVС и проволока Вр-I. Возможно применение арматуры А-II, если прочностные свойства арматуры более высоких классов используются не полностью из-за чрезмерных деформаций или раскрытия трещин.

Для монтажных петель сборных элементов должна применяться горячекатаная сталь класса Ас-II марки 10ГТ и А-I марок ВСт3сп2, ВСт3пс2. Если монтаж железобетонных конструкций происходит при температуре ниже минус 40 0 С, то не допускается применение полуспокойной стали из-за её повышенной хладноломкости. Для закладных деталей и соединительных накладок применяется прокатная углеродистая сталь.

Для напрягаемой арматуры конструкций длиной до 12 м рекомендуется применять стержневую сталь классов А-IV, А-V, А-VI, упрочнённую вытяжкой А-IIIв, и термомеханически упрочнённую классов Ат-IIIС, Ат-IVС, Ат-IVК, Ат-V, Ат-VI, Ат-VII. Для элементов и железобетонных конструкций длиной более 12 м целесообразно применять высокопрочную проволоку и арматурные канаты. Допускается для длинномерных конструкций применение стержневой свариваемой арматуры, стыкуемой сваркой, классов А-V и А-VI. Несвариваемую арматуру (А-IV марки 80С, а также классов Ат-IVК, Ат-V, Ат-VI, Ат-VII) можно применять только мерной длины без сварных стыков. Стержневая арматура с винтовым профилем стыкуется навинчиванием соединительных резьбовых муфт, с помощью которых устраиваются также временные и постоянные анкеры.

В железобетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации при низких отрицательных температурах не допускается применения арматурных сталей, подверженных хладноломкости: при температуре эксплуатации ниже минус 30 0 С нельзя применять сталь класса А-II марки ВСт5пс2 и класса А-IV марки 80С, а при температуре ниже минус 40 0 С дополнительно запрещается применение стали А-III марки 35ГС.

Для изготовления сварных сеток и каркасов применяют холоднотянутую проволоку класса Вр-I диаметром 3-5 мм и горячекатаную сталь классов А-I, А-II, А-III, А-IV диаметром от 6 до 40 мм.

Применяемая арматурная сталь должна удовлетворять следующим требованиям:

– иметь гарантированные механические свойства как при кратковременном, так и при длительном действии нагрузок, сохранять прочностные свойства и пластичность при воздействии динамических, вибрационных, знакопеременных нагрузок,

– обеспечивать постоянные геометрические размеры сечения, профиля по длине,

– хорошо свариваться всеми видами сварки,

– обладать хорошим сцеплением с бетоном – иметь чистую поверхность, при транспортировке, складировании, хранении должны быть приняты меры для предотвращения стали от загрязнения и увлажнения. При необходимости поверхность стальной арматуры должна очищаться механическими способами,

– высокопрочная стальная проволока и канаты должны поставляться в мотках большого диаметра, так чтобы разматываемая арматура была прямолинейной, механическая правка этой стали не допускается,

– арматурная сталь должна быть коррозионностойкой и должна быть хорошо защищена от внешних агрессивных воздействий необходимым по толщине слоем плотного бетона. Коррозионная стойкость стали увеличивается с уменьшением содержания в ней углерода и введением легирующих добавок. Термомеханически упрочнённая сталь склонна к коррозионному растрескиванию, поэтому её нельзя применять в конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных условиях.

Заготовка ненапрягаемой арматуры .

Качество арматуры в монолитных железобетонных конструкциях и её расположение определяются требуемыми прочностными и деформативными свойствами. Железобетонные конструкции армируют отдельными прямыми или гнутыми стержнями, сетками, плоскими или пространственными каркасами, а также введением в бетонную смесь дисперсной фибры. Арматура должна располагаться точно в проектном положении в массе бетона или вне контура бетона с последующим покрытием цементно-песчаным раствором. Соединения стальной арматуры в основном осуществляются с помощью электросварки или скруткой вязальной проволокой.

Состав арматурных работ включает изготовление, укрупнительную сборку, установку в опалубку и фиксацию арматуры. Основной объём арматуры изготавливается централизованно на специализированных предприятиях, изготовление арматуры в условиях строительной площадки целесообразно организовать на передвижных арматурных станциях. Изготовление арматуры включает операции: транспортировка, приёмка и складирование арматурной стали, правка, чистка и резка арматуры, поступающей в мотках (кроме высокопрочной проволоки и канатов, которые правке не подвергаются), стыковка, резка и гибка стержней, сварка сеток и каркасов, при необходимости – гибка сеток и каркасов, сборка пространственных каркасов и транспортировка их к опалубке.

Стыковые соединения осуществляют опрессовкой муфт в холодном состоянии (а высокопрочных сталей – при температуре 900…1200 0 С) или сваркой: контактной стыковой, дуговой полуавтоматической под слоем флюса, дуговой электродной или многоэлектродной сваркой в инвентарных формах. При диаметре стержней более 25 мм они скрепляются дуговой сваркой.

Пространственные каркасы изготавливают на кондукторах для вертикальной сборки и сварки. Формирование пространственных каркасов из гнутых сеток требует меньших затрат труда, металла и электроэнергии, обеспечивает высокую надёжность и точность изготовления.

Устанавливают арматуру после проверки опалубки, монтаж ведут специализированные звенья. Для устройства защитного слоя бетона устанавливают прокладки из бетона пластмассы, металла.

При армировании сборно-монолитных железобетонных конструкций для надёжного соединения арматура сборной и монолитной частей связывается через выпуски.

Применение дисперсного армирования при получении фибробетона позволяет повышать прочность, трещиностойкость, ударную вязкость, морозостойкость, износостойкость, водонепроницаемость.

a. Заполнение опалубки бетонной смесью

Для бетонирования сооружений в скользящей опалубке применяются бетонные смеси на портландцементах марки не менее 400 с началом схватывания не ранее 3 ч и концом схватывания не позднее 6 ч. Исходя из данных испытаний цемента следует определять скорость бетонирования и подъема скользящей опалубки.

Осадка конуса применяемой бетонной смеси должна быть: при уплотнении вибратором 6-8 и ручном уплотнении 8-10 см, а В/Ц - не более 0,5. Размер зерен крупного заполнителя должен быть не более /6 наименьшего размера поперечного сечения бетонируемой конструкции, а для густоармированных конструкций - не более 20 мм.

Толщина стен и балок, возводимых в скользящей опалубке, как правило, не должна быть менее 150 мм (вес бетона должен быть больше сил трения), а объем бетона на 1 пог. м их высоты не должен превышать 60 ж3.

Первоначально опалубка заполняется бетонной смесью двумя или тремя слоями на высоту, равную половине опалубки, в продолжение не более 3;б ч. Укладка второго и третьего слоев производится только после окончания укладки предыдущего слоя по всему периметру опалубки. Дальнейшее заполнение опалубки возобновляется только после начала ее подъема и заканчивается не позднее чем через 6 ч.

До заполнения опалубки бетонной смесью на полную высоту ее подъем осуществляется со скоростью 60-70 мм/ч.

b. Процесс уплотнения смеси

После первоначального заполнения опалубки на всю высоту при дальнейшем ее подъеме бетонная смесь укладывается непрерывно слоями толщиной до 200 мм в тонких стенах (до 200 мм) и не более 250 мм в остальных конструкциях. Укладка нового слоя производится только после окончания укладки предыдущего слоя до начала его схватывания.

В процессе бетонирования верхний уровень укладываемой смеси должен быть ниже верха щитов опалубки более чем на 50 мм.

Уплотняется бетонная смесь стержневыми вибраторами с гибким валом либо вручную - шуровками. Диаметр наконечника вибратора должен быть 35 мм при толщине стены до 200 мм и 50 мм при большей толщине.

В процессе уплотнения смеси рекомендуется приподнимать и опускать вибратор на 50-100 мм в пределах укладываемого слоя, при этом наконечник вибратора не должен упираться в опалубку или арматуру, а также не должен доходить до ранее уложенного схватывающегося слоя бетона.

Темп укладки бетонной смеси и подъема опалубки должен исключать возможность сцепления уложенного бетона с опалубкой и обеспечивать прочность бетона, выходящего из опалубки, достаточную для сохранения формы сооружения и в то же время позволяющую легко затирать теркой следы опалубки на его поверхности.

c. Перерывы в бетонирования

Интервалы между подъемами опалубки не должны превышать 8 мин при использовании вибраторов и 10 мин при ручном уплотнении бетонной смеси. Скорость подъема опалубки при температуре наружного воздуха +15, +20° С и использовании портландцемента М 500 достигает 150-200 мм в час.

В процессе бетонирования стен в скользящей опалубке могут быть «срывы» бетона: опалубка увлекает за собой часть неокрепшего бетона стены, в результате образуются раковины, оголяется арматура. Основные причины «срывов» следующие: загрязнение опалубки; несоблюдение конусности опалубки; большие перерывы при бетонировании.

В случаях вынужденного перерыва в бетонировании следует принять меры против сцепления уложенного бетона с опалубкой; опалубка медленно поднимается до образования видимого зазора между опалубкой и бетоном либо периодически поднимается и опускается в пределах одного шага домкрата («шаг на месте»). При возобновлении бетонирования необходимо очистить опалубку, удалить цементную пленку с поверхности бетона и промыть их водой.

В процессе бетонирования следы движения опалубки и мелкие раковины на наружной поверхности бетонируемых зданий и внутри силосов, бункеров и помещений немедленно по выходе бетона из опалубки затираются цементным раствором состава 1:2.

d. Подача смеси

К нижним кромкам опалубки крепят рогожи или брезент для предохранения свежего бетона от пересыхания (переохлаждения) и в летнее время с помощью кольцевого трубопровода регулярно поливают его водой.

Оконные и дверные блоки в зданиях и сооружениях устанавливают на место в процессе движения опалубки, для чего их предварительно подготавливают (антисептируют, обшивают толем) в соответствии с требованиями проекта. Для уменьшения до 10 мм зазоров между стенами опалубки и коробкой блока к коробке пришивают рейки, которые впоследствии удаляются. Арматура вокруг блока устанавливается в соответствии с проектом.

Укладка бетона около установленных блоков производится одновременно с двух сторон. После того как опалубка поднимется выше установленных блоков, временные рейки удаляют.

Для подачи на опалубку бетонной смеси, арматуры, домкратных стержней и других грузов применяются башенные краны, шахтные подъемники, самоподъемные краны.

Для подачи смеси используются также бетононасосы и пневмо-нагнетатели. По окончании возведения сооружения скользящая опалубка и все укрепленные на ней конструкции и оборудование демонтируются в порядке, при котором после удаления отдельных частей обеспечивается устойчивость и сохранность остающихся элементов.

Каналы, в бетоне, образованные при движении защитных трубок, после извлечения домкратных стержней должны быть тщательно заделаны.

e. Сборные перекрытия

При возведении сооружений в зимних условиях бетон обогревается в специально сооружаемых тепляках над рабочим полом и на наружных подмостях с помощью паровых или электрических калориферов или инфракрасного излучения.

Плиты многоэтажных перекрытий, лестничные марши и площадки бетонируют с применением дополнительной инвентарной опалубки или монтируют из сборных элементов. В последнем случае в процессе возведения здания или сооружения исключается необходимость в переделках и дополнительных устройствах в скользящей опалубке.

Сборные перекрытия могут монтировать башенным краном после того, как стены возведены «колодцем» на всю высоту здания. При этом плиты опираются на специальные инвентарные, съемные кронштейны, закрепленные на стенах несколько ниже ряда небольших проемов в стене. Через проемы пропускаются арматурные стержни, стыкуемые с выпусками из плит перекрытия. Стыковка наружных стен с плитами перекрытия осуществляется с помощью штраб в стенах. Такая технология обеспечивает непрерывность бетонирования, быстрое и качественное возведение стен.

Монолитные перекрытия могут бетонироваться после возведения стен здания «колодцем». Щиты инвентарной опалубки и поддерживающие устройства (металлические телескопические стойки и раздвижные ригели) переносятся с этажа на этаж башенным краном или вручную.

Монолитные перекрытия могут также бетонироваться с применением опускающейся подвесной опалубки, смонтированной на специальной платформе. Этот способ особенно эффективен, если для подачи бетонной смеси применяются бетононасосы или пневмонагнетатели.

f. Бетонирование перекрытий

Бетонирование перекрытий с отставанием от бетонирования стен на 1-2 этажа процесс возведения зданий осложняется необходимостью частых остановок при подъеме скользящей опалубки.

Метод совмещено цикличного бетонирования стен и перекрытий заключается в том, что бетонирование стен в скользящей опалубке прекращается каждый раз на отметке очередного перекрытия. Пустая опалубка стен выводится выше этой отметки так, что между низом скользящей опалубки и отметкой низа перекрытия остается зазор, равный толщине будущего перекрытия. При этом щиты опалубки наружных стен, а также опалубки, формующие внутреннюю поверхность лифтовых шахт и других ячеек, не имеющих перекрытий, делаются больше по высоте, чем щиты всей остальной опалубки. Бетонирование перекрытий производится щитовой или секционной опалубки при снятых щитах рабочего пола после остановки и выверки скользящей опалубки.

Возведение зданий и сооружений высотой 40-50 м в монолитном железобетоне методом скользящей опалубки по основным технико-экономическим показателям находится на уровне строительства из сборных железобетонных конструкций, а строительство высотных гражданских зданий имеет ряд преимуществ: сокращение продолжительности строительства; снижение трудоемкости и сметной стоимости строительства, в том числе за счет уменьшения удельных капитальных вложений в базу строительной индустрии; повышение надежности, долговечности и жесткости конструкций за счет монолитности и отсутствия стыков, что особенно ценно при строительстве в сейсмических районах, на горных выработках и просадочных грунтах.

g. Возведение высотных сооружений

За последние годы в нашей стране разработан и внедрен новый способ возведения высотных сооружений из монолитного железобетона в скользящей опалубке бесстержневой системы, состоящей из гидравлических или пневматических опорно-подъемных устройств, обеспечивающих надежное опирание путем обжатия возведенной части стен специальными захватами и создания опорных сил трения.

На основе предложений Донецкого ПромстройНИИпроекта создан опытно-производственный образец подвижной опалубки, состоящей из двух (нижней и верхней) опорно-подъемных секций шагающего действия с опиранием на стены возводимого сооружения, электромеханических червячно-винтовых подъемников, форм скользящей опалубки и рам для крепления. С помощью этой опалубки были возведены башенные опоры транспортных галерей склада доменной руды на строительстве Запорожского железнорудного комбината.

Возводимые башенные опоры имеют наружный диаметр 6 м и высоту 14 м, толщина стен составляет 300 мм. Строительство одной башни осуществляла бригада из пяти человек. Средняя скорость бетонирования достигла 0,3 м/ч при величине машинной скорости подъема опалубки в процессе укладки и уплотнения бетонной смеси 0,6. м/ч. При этом нижняя секция подъемного устройства опиралась на бетон 10-12-часовой прочности. Шаг подъемных секций в 2 м позволял вести непрерывное бетонирование в течение 6-6,5 ч.

h. Подъемно-переставная опалубка

Подъемно-переставная опалубка применяется при возведении сооружений переменного поперечного сечения по высоте, в том числе дымовых труб, гиперболических градирен, телевизионных башен и других высоких объектов. Основным элементом этой опалубки является шахтный подъемник с рабочей площадкой, к которой крепится комплект переставной наружной и внутренней опалубки.

Конструкция подъемника позволяет периодически наращивать его сверху или подращивать снизу. После каждого цикла установки опалубочных щитов, арматуры и укладки бетонной смеси производится очередной подъем рабочей площадки и перестановка опалубки.

Опалубка дымовых труб высотой до 320 м. состоит из наружных и внутренних панелей, несущих колец, обрамляющей (опорной) рамы, механизмов радиального перемещения, рабочей площадки, подвесных лесов, а также стоечного шахтного подъемника с подъемной головкой, собираемого из 2,5-метровых трубчатых секций и оборудованного грузовой клетью и грузопассажирским лифтом.

Подъемная головка, устанавливаемая на подъемнике грузоподъемностью 25 и 50 т, при перестановке опалубки на следующий ярус поднимается со скоростью до 3 мм/сек. Рабочий шаг подъема опалубки равен 2,5 м.

i. Бетонирование ствола трубы

Опалубка состоит из двух оболочек - наружной и внутренней, которые собираются из панелей, выполненных из листовой стали толщиной 2 мм, скрепленных между собой болтами.

Наружная опалубка дымовых труб состоит из прямоугольных и трапецеидальных щитов высотой 2,5 м. Комбинация из этих щитов даст возможность получить конусообразную поверхность трубы.

Подвешивается наружная опалубка к несущему кольцу, которое при уменьшении периметра трубы заменяют новым меньшего диаметра.

Для удобства укладки бетона внутренняя опалубка собирается из щитов размером 1250x550 мм.

Бетонирование ствола трубы: схема организации работ; развертка наружной подъемно-переставной опалубки конической дымовой трубы; прямоугольные панели; трапецеидальные панели; в - панель внутренней оболочки опалубки; крытый навес; защитное перекрытие; шахтный подъемник; футеровочная площадка; обойма; рабочая площадка; раздаточный бункер; ковш грузовой клети; подъемная головка; грузопассажирский лифт; тельфер; грузовая клеть; кран-балка; полосовая накладка; проушины из полосовой стали; стальные полосы; стальной лист толщиной 2 мм.

Для придания жесткости панелям к верхним и нижним их краям привариваются накладки, с помощью которых собирают панели по высоте. С наружной стороны щитов привариваются проушины, в которые закладываются арматурные стержни 10- 14 мм, образующие ряд упругих горизонтальных колец.

j. Возведение оболочек градирен

Щиты устанавливаются в два (иногда три) яруса. Опалубка второго яруса устанавливается после укладки бетона в опалубку первого яруса. Через 8-12 ч после укладки бетона во втором ярусе наружная опалубка снимается и устанавливается в следующее по высоте положение. После установки арматуры третьего яруса нижний ярус внутренней опалубки снимается и переставляется выше. Далее происходит повторение цикла. Устанавливается арматура отдельными стержнями вручную.

Подается бетонная смесь ковшом грузовой клети в приемный бункер, расположенный на рабочей площадке, затем в подвижной бункер бетоноукладчика и оттуда - по хоботу в опалубку. Уплотняют бетонную смесь глубинными вибраторами с гибким валом.

Скорость бетонирования стволов дымовых труб при температуре наружного воздуха 15-20° С достигает 1-1,5 м/сут.

Возведение оболочек градирен осуществляется с помощью агрегата, представляющего собой решетчатую (наращиваемую) башню, на поворотной головке которой смонтированы вращающиеся стрелы, к которым крепятся щиты подъемно-переставной опалубки, а также рабочие люльки.

Подается бетонная смесь на верхнюю площадку люльки в вибробадье тельфером, движущимся по стреле. Бетонирование осуществляется ярусами по аналогии с бетонированием дымовых труб.

2. Способы бетонирования конструкций

a. Бетонирование в скользящей опалубке

Специальные способы бетонирования конструкций. Бетонирование в скользящей опалубке применяется при сооружении стен дымовых труб, рабочих башен элеваторов и силосов, надшахтных копров, водонапорных башен, а также каркасов многоэтажных зданий. Конструктивные элементы зданий и сооружений, возводимых в скользящей опалубке, должны быть вертикальными, что диктуется основной особенностью скользящей опалубки.

Метод бетонирования монолитных железобетонных зданий и сооружений в скользящей опалубке представляет собой высокоорганизованный и комплексно-механизированный, поточно-скоростной процесс строительства. Устройство опалубки, армирование, укладка и уплотнение бетонной смеси, распалубка бетона выполняются совмещение и непрерывно в процессе подъема опалубки (СНиП Н1-В.1-70).

Скользящая опалубка включает в себя: щиты опалубки, домкратные рамы, рабочий пол с козырьком по наружному контуру опалубки, подвесные подмости, оборудование для подъема опалубки.

Опалубочные щиты выполняют инвентарными высотой 1100-1200 мм из следующих материалов: стального листа толщиной не менее 1,5 мм; строганых деревянных досок толщиной не менее 22 мм; водостойкой фанеры толщиной 8 мм; баке-лизированной фанеры толщиной 7 мм или стеклопластика толщиной 3 мм. В ряде случаев изготовляют дерево-металлические щиты, у которых каркас выполняется из стальных прокатных профилей, а обшивка - из строганых досок или фанеры. Кружала для крепления щитов опалубки, как правило, изготовляются из стальных прокатных профилей.

b. Возведения нетиповых сооружений

Металлические щиты опалубки применяются при возведении ряда однотипных сооружений (силосов, дымовых труб, резервуаров), когда боковые стенки воспринимают большое давление свежеуложенной бетонной смеси и, кроме того, обеспечивается многократная оборачиваемость щитов опалубки.

Деревянные и дерево-металлические щиты обладают меньшей жесткостью и оборачиваемостью, но в то же время меньшей стоимостью по сравнению с металлическими. Их применяют при сооружении жилых и гражданских зданий, где толщина стен не превышает 200 мм, а также в условиях сухого и жаркого климата для защиты бетона от перегрева.

Перспективными являются щиты опалубки из водостойкой фанеры и стеклопластика. Они прочны и легче щитов из других материалов, но пока дороже их.

Для возведения нетиповых сооружений применяется неинвентарная деревянная опалубка. По конструкции инвентарные щиты скользящей опалубки применяют двух типов: крупноблочные и мелкоблочные.

В крупноблочных щитах металлические кружала жестко скреплены с обшивкой. Эти щиты прочны, долговечны и относительно просты при сборке.

В мелкоблочных щитах жестко соединены между собой только металлические кружала, образующие каркас стенок, а щиты опалубки навешиваются на кружала бе скрепления между собой.

3. Бетонирование оснований и полов

a. Бетонные подготовки

Бетонные полы и основания (подготовки) получили широкое распространение в промышленных и гражданских зданиях.

Бетонные подготовки устраивают преимущественно в одноэтажных промышленных цехах под цементные и асфальтные полы, полы из чугунных плит, торцевой деревянной шашки и другие виды полов толщиной 100-300 мм по подготовленному и выровненному грунту. Для бетонных оснований обычно применяются жесткие бетонные смеси марок 100, 200 и 300.

Бетонные и цементно-песчаные покрытия полов выполняются толщиной до 40 мм из бетона или раствора по подготовке. В многоэтажных зданиях основанием обычно служат железобетонные перекрытия.

В состав работ по устройству однослойных бетонных полов в одноэтажных зданиях входят: подготовка грунтовых оснований; установка маячных досок; прием, разравнивание бетонной смеси; затирка поверхности или железнение.

До начала устройства бетонной подготовки должны быть закончены все подземные работы по устройству фундаментов, каналов, тоннелей и т.п., выполнена обратная засыпка пазух котлованов, планировка и уплотнение грунта.

Подготовка грунтового основания. При плотных грунтах бетонную смесь укладывают непосредственно на спланированный грунт. Насыпные и с нарушенной структурой грунты в основаниях должны быть уплотнены механизированным способом. В недоступных для уплотняющих механизмов местах толщина слоя грунта, уплотняемого ручными трамбовками, не должна превышать 0,1 м.

b. Приемы бетонирования полов

Грунты, подверженные значительной осадке, заменяются или укрепляются. В последнем случае бетонная подготовка армируется сеткой.

В поверхность основания слабых грунтов перед укладкой на него бетонной подготовки втрамбовывается или укатывается катками слой щебня или гравия толщиной 60-150 мм. Перед устройством полов на насыщенных водой глинистых, суглинистых и пылеватых грунтах необходимо понизите уровень грунтовых вод и просушить основание до восстановления проектной несущей способности. На пучинистых грунтах устройство полов должно выполняться с соблюдением указаний проекта.

Планировать и уплотнять грунт с примесью мерзлого грунта, а также со снегом и льдом запрещается. Не допускается также устройство бетонных полов на мерзлых грунтах.

Приемы бетонирования полов и оснований. Перед бетонированием по нивелиру устанавливают маячные доски с таким расчетом, чтобы их верхняя грань находилась на уровне поверхности бетонной подготовки (рис. 14,а). Расстояние между досками зависит от длины виброрейки и обычно равно 3-4 м. Крепят маячные доски с помощью деревянных кольев, вбитых в землю. Бетонируют полы и основания полосами через одну, начиная с наиболее удаленных от проезда мест.

c. Бетонирование подготовок

Промежуточные полосы бетонируют после затвердения бетона смежных полос. Перед бетонированием промежуточных полос маячные доски снимают. Длина полос принимается по возможности большей. Слой бетонной смеси в подготовке до его разравнивания и уплотнения должен превышать на 2-3 см уровень маячных досок.

Уплотняется бетонная смесь виброрейкой, представляющей собой металлическую балку (швеллер, двутавр), на которой укрепляется один или два электродвигателя от поверхностного вибратора.

При бетонировании подготовок и покрытий пола каждый провибрированный участок должен перекрываться виброрейкой соответственно на 150 мм и на половину ее ширины.

Приемы бетонирования полов и оснований: схема бетонирования основания под полы; ручной инструмент для заглаживания поверхностей бетона; уложенное основание; подготовка под основание; колья; бортовая опалубка; скребок с резиновой лентой для удаления цементного молока; гладилка; полутерок; гладильная доска; резиновая лента.

В зависимости от условий производства работ укладка бетонной смеси бетоноукладчиками в основания производится двумя способами: «от себя», когда агрегат перемещается позади фронта бетонирования, и бетон в зоне действия агрегата успевает набрать необходимую для его передвижения прочность, и «на себя», когда механизм перемещается впереди фронта бетонирования, так как бетон не успевает набрать необходимой прочности.

d. Производство бетонной смеси

Первый способ предпочтительнее, поскольку при нем создается широкий фронт работ для подготовки основания. При втором способе подготовительные работы опережают укладку бетонной смеси на одну делянку, длина которой равна радиусу действия механизма.

В неотапливаемых помещениях в бетонной подготовке через каждые две полосы устраивают продольные и через 9-12 м по длине полос поперечные температурно-усадочные швы, которые разбивают бетонируемую площадь на отдельные плиты размерами 6X9-9X12 м.

Продольные швы выполняются путем установки строганых досок, обмазанных горячим битумом, либо досок, обернутых толем. После окончания схватывания бетона доски удаляются, а швы заполняются битумом. Устраивают швы также путем обмазки битумом слоем 1,5-2,0 мм боковых граней полос перед укладкой бетонной смеси в смежные пространства.

Для образования поперечных деформационных швов (полушвов) используют металлические полосы шириной 60-180 и толщиной 5-7 мм, которые в процессе бетонирования закладываются в подготовку на 7з их ширины и затем через 30-40 мин извлекаются. Образовавшиеся углубления после окончательного затвердевания бетона очищаются и заливаются битумом марки III или цементным раствором.

e. Поверхность бетонных оснований

В местах перерыва в бетонировании оснований и полов не разрешается устанавливать виброрейку у края уложенного слоя, так как при этом будет происходить оползание и расслаивание бетонной смеси. Поэтому в конце рабочей смены в местах намечаемого перерыва в бетонировании устанавливается перегородка из досок и последняя порция бетонной смеси разравнивается и вибрируется вдоль нее.

Поверхность бетонных оснований перед укладкой на нее сплошных покрытий полов на цементном вяжущем либо из штучных материалов на цементно-песчаном растворе должна быть очищена от мусора и цементной пленки.

В раннем возрасте бетона для этой цели используют механические стальные щетки. При большой прочности бетона с помощью пневмоинструмента на его поверхность наносят бороздки глубиной 5-8 мм через каждые 30-50 мм. Это позволяет получить грубую поверхность подстилающего слоя и обеспечить лучшее его сцепление с верхним слоем.

Бетонные или цементно-песчаные покрытия полов состоят из 20-40-миллиметрового слоя бетона или раствора и бетонируются аналогично подготовке полосами шириной 2-3 м через одну.

Перед бетонированием покрытия на поверхности бетонного основания закрепляют маячные деревянные рейки или металлические уголки-обрамления. Уплотняют бетонную смесь виброрейками, а поверхность бетона выравнивают с помощью деревянной рейки, перемещаемой поперек полосы.

f. Цементное молоко

Цементное молоко, выступившее на поверхность при уплотнении бетонных оснований и покрытий полов, удаляется с помощью скребка с резиновой лентой.

При небольших объемах работ поверхность бетонного пола окончательно отделывают гладильной доской или брезентовой прорезиненной лентой, длина которой должна быть на 1 -1,5 м больше ширины бетонируемой полосы. Концы ленты прикреплены к валикам, служащим ручками, ширина ленты - 300-400 мм. Заглаживают уплотненную бетонную смесь через 25-30 мин после укладки. При перемещении ленты поочередно поперек и вдоль полосы с поверхности бетона удаляется выступившая тонкая пленка воды и производится предварительное заглаживание бетонного пола. Окончательное выравнивание поверхности выполняется спустя 15-20 мин более короткими движениями ленты.

Для придания бетонному полу высокой прочности на истирание его поверхность примерно через 30 мин после окончательного выравнивания обрабатывают металлическим полутерком, обнажая зерна щебня. Если высокой прочности на истирание не требуется, то на бетонной подготовке устраивается цементный пол из раствора.

При необходимости устройства сразу двухслойного пола вначале укладывается нижний слой между маячными досками и уплотняется площадочным вибратором или наискось устанавливаемой виброрейкой, затем с перерывом не более 1,5-2 ч (для лучшей связи нижнего слоя с верхним) выполняется чистый пол.

e. Железнение поверхности бетона

При больших объемах работ поверхность чистого бетонного пола в начальный период твердения затирают машиной СО-64 (или ОМ-700), состоящей из затирочного диска диаметром 600 мм, электродвигателя и рукоятки управления. Вращаясь со скоростью 140 об/мин, затирочный диск выравнивает и заглаживает бетонную поверхность пола. Производительность машины 30 м2/ч.

Железнение поверхности бетона применяется с целью придания полу повышенной плотности. Оно заключается в том, что сухой и просеянный цемент втирается в поверхность влажного бетона до появления на нем ровного блеска. Сухие бетонные поверхности перед железнением смачивают водой. Железнение может выполняться вручную с помощью стальных кельм либо затирочной машиной СО-64.

Разновидностью бетонных полов являются мозаичные, выполняемые из смеси, в состав которой входят: белый или цветной портландцемент, мраморная, гранитная или базальтовая крошка и минеральный краситель. Мозаичный слой толщиной 1,5-2 см укладывают, как правило, на подстилающий слой цементного раствора примерно такой же толщины. Ограничение одноцветных полей и выполнение узоров, предусмотренных проектом, осуществляется с помощью полосок-жилок из стекла, меди или латуни, втапливаемых в подстилающий слой раствора. Эти полоски выставляют таким образом, чтобы их верхние ребра служили маяками при укладке и разравнивании мозаичного слоя.

Отделывают поверхности мозаичных полов электрическими машинами после твердения бетона (через 2-3 и более суток). После первой шлифовки обнаруженные на поверхности пола изъяны шпаклюют окрашенным цементно-песчаным раствором. Затем пол шлифуют более мелкими абразивами, обрабатывают полировочными порошками и глянцуют с помощью натирочной машины.

4. Бетонирование колонн

a. Опалубка прямоугольных колонн

Колонны как элемент каркаса зданий и сооружений бывают прямоугольного, многоугольного и круглого сечения. Высота колонн достигает 6-8 м и более.

Опалубка прямоугольных колонн представляет собой короб из двух пар щитов (деревянных, металлических или комбинированных). Боковое давление бетонной смеси воспринимается хомутами, обжимающими короб. Хомуты выполняют инвентарными металлическими при большой оборачиваемости опалубки и деревянными - при малом числе оборотов. Отверстия в планках металлического хомута для скрепляющих клиньев позволяют применять их для колонн различного сечения. Для прочистки короба в нижней части одного из щитов устраивается временное отверстие. Для бетонирования колонн применяются также блок-формы.

Типовые унифицированные щиты и панели опалубки крепят к арматурным блокам стяжными болтами и стягивают между собой тяжами. Опалубка невысоких колонн закрепляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях наклонными расшивками (расчалками). При высоте колонн более 6 м короба опалубки крепятся к специально устраиваемым лесам.

После установки опалубки колонны через каждые 2-3 м по высоте устраиваются отверстия размером 500x500 мм и рабочие площадки для производства бетонных работ. Опалубку высоких колонн можно монтировать только с трех сторон, а с четвертой - наращивать в процессе бетонирования.

b. Бетонирование колонн

Для колонн круглого сечения изготовляют специальные металлические блок-формы.

Соблюдение толщины защитного слоя в колоннах обеспечивается специальными цементными прокладками, которые перед бетонированием крепятся к стержням арматуры вязальной проволокой, заложенной в прокладки при их изготовлении.

Бетонирование колонн с поперечными размерами от 400 до 800 мм при отсутствии перекрещивающихся хомутов производится сверху без перерыва участками высотой до 5 м. Колонны со сторонами сечения менее 400 мм и колонны любого сечения с перекрещивающимися хомутами, которые способствуют расслоению бетонной смеси при ее падении, бетонируют сбоку участками высотой не более 2 м.

Опалубка колонны: короб в собранном виде; инвентарный металлический хомут; деревянный хомут на клиньях; деталь узла деревянного хомута; короб; хомут инвентарный металлический; клинья, скрепляющие хомуты; рамка под опалубку колонны; дверца прочистного отверстия; накрывные щиты; отверстия для клиньев закладные щиты; упорные плашки.

При большей высоте участков колонн, бетонируемых без рабочих швов, необходимо устраивать перерывы для осадки бетонной смеси. Продолжительность перерыва должна быть не менее 40 мин и не более 2 ч.

c. Каркасные конструкции

В случаях, когда колонны являются частью каркасной конструкции и над ними, расположены балки или прогоны с густой арматурой, разрешается вначале бетонировать колонны, а затем, после установки арматуры - балки и прогоны.

Нижнюю часть опалубки колонн при бетонировании их сверху рекомендуется первоначально заполнять на высоту 100-200 мм цементным раствором состава 1:2-1=3 для предупреждения скапливания у основания колонны крупного заполнителя без раствора. При сбрасывании сверху порции бетонной смеси крупные частицы заполнителя втапливаются в этот раствор, образуя смесь нормального состава.

Уплотняется бетонная смесь в колоннах внутренними вибраторами с гибким или жестким валом. Уплотнение наружными вибраторами, прикрепляемыми к опалубке колонн небольшого сечения, менее эффективно и практически не применяется.

Во избежание образования раковин в процессе бетонирования колонн (особенно углов) весьма полезно обстукивать деревянным молотком снаружи на уровне или несколько ниже укладываемого слоя бетонной смеси.

Бетонирование колонн согласно СНиП III-В.1-70 производится на всю высоту без рабочих швов. Допускается устройство рабочих швов: на уровне верха фундамента, у низа прогонов и балок или подкрановых консолей и верха подкрановых балок.

d. Бетонирование рамных конструкций

В колоннах безбалочных перекрытий допускается устраивать швы либо у самого низа колонн, либо у низа капителей. Бетонируют капители одновременно с плитой перекрытия.

Поверхность рабочих швов, устраиваемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн.

Бетонирование рамных конструкций должно производиться с перерывом между укладкой бетонной смеси в колонны (стойки) и ригели рам. Рабочие швы устраиваются на несколько сантиметров ниже или выше примыкания ригеля рамы к стойке.

Стены (в том числе перегородки) бывают постоянного и переменного сечения, вертикальными и наклонными, в плане круглыми, криволинейными, многоугольными и прямыми.

При бетонировании стен и перегородок применяются следующие виды опалубки: типовые унифицированные щиты и панели разборно-переставной опалубки, блок-формы, катучая подъемно-переставная, скользяще-переставная и скользящая опалубка.

Разборно-переставная мелкощитовая опалубка устанавливается в два приема: вначале с одной стороны на всю высоту стены или перегородки, а после установки арматуры - с другой. Если толщина стены более 250 мм, опалубку второй стороны устанавливаются специальные инвентарные.

Устанавливают на вею высоту стены, в противном случае - поярусно в процессе бетонирования. В установленной на всю высоту стены опалубке предусматриваются отверстия для подачи через них бетонной смеси в конструкцию.

5. Бетонирование стен

a. Проектная толщина стен

Опалубка стен высотой до 6 м монтируется с передвижных площадок или легких подмостей. При большей высоте устраиваются леса. Крепится опалубка стен подкосами или расчалками, стяжными болтами или проволочными стяжками.

Для соблюдения проектной толщины стен в местах прохождения стяжек устанавливаются бетонные или деревянные распорки. Последние удаляются в процессе бетонирования.

Разборно-переставная крупноблочная опалубка устанавливается поярусно в процессе бетонирования стен. Это позволяет ограничиться комплектом опалубки только двух ярусов. Все работы полного цикла бетонирования стен в этой опалубке выполняются в такой последовательности: вначале устанавливаются или наращиваются леса (подмости), затем обрабатывается рабочий шов бетонирования и устанавливается арматура, после чего опалубка переставляется с нижнего яруса на верхний. Цикл бетонирования одного яруса заканчивается укладкой и уплотнением бетонной смеси и последующей выдержкой бетона в опалубке.

Блок-форма для опалубки: фиксирующий хомут № 1; железобетонная лента; подсыпка; домкрат винтовой; блок опалубки; элемент ограждения для 1-го яруса бетонирования; панель опалубя; фиксирующий хомут № 2; рабочего настила; элемент ограждения для 2-го яруса бетонирования; инвентарная вставка; раздвижная стойка; двойной деревянный клин.

b. Блок-формы опалубки

Блок-формы опалубки применяются при бетонировании стен значительной высоты и протяженности, т. е., когда обеспечивается их многократное использование. Блок-форма конструкции треста Харьковоргтехстрой состоит из блоков, панелей, доборных и крепежных элементов.

Жесткость блоков обеспечивается горизонтальными схватками и опорными фермами, которые одновременно служат и подмостями. Для установки, выверки и демонтажа опалубки опорные фермы снабжены домкратными устройствами. Размеры рядовых блоков 3X8,3X2 и 1,5x3 м.

Катучая опалубка конструкции Донецкого ПромстройНИИпроекта: тележка; колонна; балка; лебедка подъема щитов; щит опалубки; фиксаторы; лестница; ползуны; прижимное устройство; настил; ограждение; бункер.

Палуба блоков, панелей и доборов собирается из мелкоразмерных щитов, выполненных из углов 45X45x5 мм и листовой стали толщиной 3 мм. В ребрах каркаса щитов расположены отверстия диаметром 13 мм для крепления щитов между собой.

Собранные блоки опалубки при необходимости могут быть разобраны на отдельные щиты. Блок-форма опалубки переставляется поярусно в процессе бетонирования. При бетонировании стен постоянного и переменного поперечного сечения применяется катучая опалубка (в том числе перемещаемая на полозьях горизонтально).

c. Сооружение стен

Бетонирование конструкций может осуществляться поярусно с непрерывным или цикличным движением опалубки, а также по захваткам на всю высоту стены. Катучая опалубка конструкции Донецкого ПромстройНИИпроекта состоит из двух металлических щитов длиной 6-8 и высотой 1,3 м. Каркас щитов выполнен из уголка, а палуба - из листовой стали толщиной 6 мм. Размер опалубки 6700Х X 5400X3900 мм, масса 800 кг. С помощью специальных устройств - ползунов - щиты крепят к направляющим колоннам портала.

Колонны портала внизу опираются на тележку, а вверху соединены балкой, которая позволяет разводить колонны на необходимую ширину (до 600 мм). Перемещение щитов перпендикулярно к поверхности бетонируемой конструкции осуществляется винтовым устройством, а подъем - на тросах через неподвижные блоки, закрепленные на соединительных балках. Перемещение опалубки вдоль бетонируемой стены осуществляется с помощью двухсторонних лебедок.

Сооружение стен в скользящей и подъемно-переставной опалубке рассматривается ниже, среди специальных методов возведения конструкций.

При бетонировании стен высота участков, возводимых без перерыва, не должна превышать 3 м, а для стен толщиной менее 15 см - 2 м.

d. Подача бетонной смеси

При большей высоте участков стен, бетонируемых без рабочих швов, необходимо устраивать перерывы продолжительностью не менее 40 мин, но не более 2 ч для осадки бетонной смеси и предупреждения образования осадочных трещин.

Если в бетонируемой стене имеется оконный или дверной проем, бетонирование следует прервать на уровне верхнего края проема или устроить (если возможно) в этом месте рабочий шов. В противном случае около углов формы образуются осадочные трещины. При подаче бетонной смеси с высоты более 2 м применяют звеньевые хоботы.

Нижняя часть опалубки стен при бетонировании сверху заполняется вначале слоем цементного раствора состава 112-1: 3 во избежание образования у основания стен пористого бетона со скоплением крупного заполнителя.

При бетонировании стен резервуаров для хранения жидкостей бетонную смесь следует укладывать непрерывно на всю высоту слоями толщиной не более 0,8 длины рабочей части вибраторов. В исключительных случаях образовавшиеся рабочие швы необходимо очень тщательно обработать перед бетонированием.

Стены больших резервуаров разрешается бетонировать вертикальными секциями с последующей обработкой и заполнением бетонной смесью вертикальных рабочих швов. Стыки стен и днища резервуаров выполняются в соответствии с рабочими чертежами.

6. Бетонирование балок, плит, сводов

a. Бетонирование ребристых перекрытий

Бетонирование балок, плит, сводов, арок и туннелей. Балки и плиты, перекрытий бетонируют обычно в разборно-переставной опалубке из типовых унифицированных щитов и панелей. Балки и прогоны бетонируют также в блок-формах.

Опалубка ребристого перекрытия устраивается из мелкоштучных деревянных щитов, поддерживаемых дерево-металлическими раздвижными стойками при высоте до 6 ж и специально устраиваемыми лесами при высоте более 6 м.

Опалубка балки выполняется из трех щитов, один из которых служит днищем, а два других - боковыми ограждениями поверхностей. Боковые щиты опалубки закрепляют внизу прижимными досками, пришитыми к оголовку стойки, а вверху - опалубкой плиты.

Бетонирование ребристых перекрытий: общий вид лесов и опалубки ребристого перекрытия; расположение рабочих швов при бетонировании ребристых перекрытий в направлении, параллельном второстепенным балкам; то же, главным балкам; опалубка балок; опалубка плиты; кружала; опалубка прогона; опалубка колонны; раздвижные стойки; прижимные доски; подставки; фризовые доски; щиты опалубки плиты; кружала; подкружальные доски; боковые щиты; днище: оголовок стойки; рабочее положение шва (стрелками показано направление бетонирования).

b. Опалубка безбалочного перекрытия

Щиты настила опалубки плиты укладывают ребром на кружала досок, которые в свою очередь опираются на подкружальные доски, прибитые к сшивным планкам боковых щитов балки и поддерживаемые подставками.

Для закрепления кружал и боковых щитов по периметру плиты укладывают фризовые доски, облегчающие также распалубку плиты. При высоте балок более 500 мм боковые щиты опалубки дополнительно укрепляют проволочными тяжами и временными распорками.

Расстояние между стойками и кружалами определяют по расчету. Поддерживающие стойки раскрепляют по взаимно перпендикулярным направлениям инвентарными тяжами или расчалками.

Опалубка безбалочного перекрытия состоит из опалубки колонн, капителей и плиты. Опалубка плиты состоит из двух типов щитов, укладываемых по кружалам между фризовыми досками, нашитыми на верхушки стоек. Для поддержки кружал устраиваются парные прогоны из досок, опирающихся на стойки. Щиты капителей одной стороной опираются на опалубку колонн, а по наружному контуру поддерживаются кружалами.

При монтаже подвесной опалубки плит перекрытий по сборным железобетонным или металлическим балкам устраиваются металлические петли-подвески, раскладываемые по балкам с заданным шагом. В эти петли устанавливают надкружальные доски, на которые опираются кружала и щиты опалубки плиты.

c. Защитный слой

Бетонирование перекрытий (балок, прогонов и плит) производится, как правило, одновременно. Балки, арки и аналогичные конструкции при высоте более 800 мм бетонируют отдельно от плит, устраивая рабочие швы на 2-3 см ниже уровня нижней поверхности, а при наличии в плите вутов - на уровне низа вута плиты (СНиП Ш-В.1-70).

С целью предупреждения осадочных трещин бетонирование балок и плит, монолитно связанных с колоннами и стенами, следует производить через 1-2 ч после бетонирования этих колонн и стен.

Бетонная смесь укладывается в балки и прогоны горизонтальными слоями с последующим уплотнением вибраторами с гибким или жестким валом - в мощных или слабо армированных балках. В плиты перекрытий бетонная смесь укладывается по маячным рейкам, которые устанавливаются на опалубке с помощью подкладок рядами через 1,5-2 м. После бетонирования рейки удаляются, а образовавшиеся углубления заглаживаются. При двойном армировании плит перекрытий разравнивание и уплотнение бетонной смеси производится с переставного настила, чтобы не погнуть верхнюю арматуру.

Плиты перекрытия бетонируют в направлении второстепенных балок. Защитный слой в плитах, балках и прогонах образуется с помощью специальных прокладок из цементного раствора или фиксаторов. По мере бетонирования конструкций арматуру с помощью металлических крючков слегка встряхивают, следя за тем, чтобы под арматурой образовался защитный слой требуемой толщины.

d. Бетонирование перекрытий

Бетонная смесь в плитах толщиной до 250 мм с одинарной арматурой и толщиной до 120 мм с двойной арматурой уплотняется поверхностными вибраторами, в плитах большей толщины - глубинными.

Рабочие швы при бетонировании плоских швов разрешается устраивать в любом месте параллельно меньшей стороне плиты. В ребристых перекрытиях при бетонировании параллельно направлению главных балок рабочий шов следует устраивать в пределах двух средних четвертей пролета прогона и плит, а при бетонировании параллельно второстепенным балкам, а также отдельных балок - в пределах средней трети пролета балок.

Поверхность устраиваемых рабочих швов в балках и плитах должна быть перпендикулярной направлению бетонирования. Поэтому в намечаемых местах перерыва бетонирования плит устанавливаются доски на ребро, а в балках - щиты с отверстиями для арматуры.

Температурные швы в перекрытиях устраиваются на консолях колонн или путем установки спаренных колонн, обеспечивая свободное перемещение в шве балок в горизонтальной плоскости по металлическому опорному листу.

При бетонировании перекрытий в многоэтажных каркасных зданиях на уровне каждого перекрытия устраивают приемные площадки, а внутри здания устанавливают транспортеры и виброжелоба для подачи бетонной смеси после подъема ее краном к месту укладки.

e. Своды и арки

В процессе бетонирования покрытий, перекрытий и отдельных балок не разрешается нагружать их сосредоточенными нагрузками, превышающими допустимые, указанные в проекте производства работ.

Своды и арки небольшой протяженности бетонируют в разборно-переставной мелкоштучной или крупнопанельной опалубке, поддерживаемой стойками. Для бетонирования сводов и арок большой протяженности используется инвентарная катучая опалубка, смонтированная на тележке. На нижней части опалубки установлены подъемно-опускные кружала, несущие двухслойную обшивку, состоящую из досок, уложенных с зазором 10 мм, и водостойкой фанеры. Зазор между досками уменьшает опасность зажатия опалубки в своде при ее набухании. Подъем и опускание кружал производится с помощью талей и блоков, а вся опалубка перемещается по рельсам с помощью лебедки.

Своды и арки небольшого пролета следует бетонировать без: перерывов одновременно с двух сторон от опор (пят) к середине свода (замку), что обеспечивает сохранность проектной формы опалубки. При возникновении опасности выпучивания опалубки у замка свода в процессе бетонирования боковых частей ее временно загружают.

Катучая опалубка свода-оболочки: поперечный разрез; продольный разрез; затяжка арки-диафрагмы; выдвижные стойки; ручные тали.

7. Процесс бетонирования сложных конструкций

a. Массивные арки и своды

Своды большой протяженности делят по длине на ограниченные участки бетонирования рабочими швами, расположенными перпендикулярно к образующей свода. Укладка бетона в ограниченные участки производится так же, как и в своды небольшой протяженности, т. е. симметрично от пят к замку.

Массивные арки и своды пролетом более 15 м бетонируют полосами, параллельными продольной оси свода. Укладка бетонной смеси в полосы производится также симметрично с двух сторон от пят к замку свода.

Промежутки между полосами и участками сводов большой протяженности оставляются шириной примерно 300-500 мм и бетонируются жесткой бетонной смесью через 5-7 дней после окончания бетонирования полос и участков, т. е. когда произойдет основная укладка бетона.

При крутых сводах участки у опор бетонируют в двухсторонней опалубке, причем вторую (верхнюю) опалубку устанавливают отдельными щитами по ходу бетонирования.

Уплотняется бетонная смесь в массивных арках и сводах внутренними вибраторами с гибким или жестким валом в зависимости от степени армирования, в тонкостенных сводах - поверхностными вибраторами. Бетонировать затяжки сводов и арок, имеющих натяжные приспособления, следует после подтягивания этих приспособлений и раскружаливания покрытий. Жесткие затяжки без натяжных приспособлений допускается бетонировать одновременно с бетонированием покрытия.

b. Туннели и трубы

Туннели и трубы бетонируются в открытых траншеях и под землей в разборно-переставной и катучей передвижной опалубке. Передвижная деревянная опалубка проходного туннеля криволинейного очертания сечением до 3 м состоит из щитов в виде криволинейных кружал, обшитых строгаными досками, водостойкой фанерой или листовой сталью по дощатому настилу. К кружалам наружных щитов пришиты стойки, поддерживающие рабочий настил. Внутренняя опалубка состоит из двух щитов, низ которых опирается на парные клинья, а верх соединен болтами в замке свода.

Наружная и внутренняя опалубка соединяются между собой стяжными болтами. Длина щитов обычно принимается равной 3 м, масса опалубки достигает 1,5 т. Перемещают наружную и внутреннюю опалубки с помощью лебедки по деревянным направляющим. Наружная опалубка также может переставляться на новое место краном. Катучая деревянная опалубка конструкции инж. В. Б. Дуба для бетонирования туннелей и коллекторов прямоугольного сечения состоит из секций длиной 3,2 м.

Секция внутренней опалубки состоит из четырех стальных П-образных рам, обшитых строгаными досками, фанерой или листовой сталью. Каждая рама состоит из двух боковых стоек и двух: полуригелей, соединенных между собой тремя шарнирами. Крайние рамы секции опалубки имеют в середине по одной раздвижной стойке из труб, стягивающихся винтовыми домкратами. Опираются рамы посредством средних стоек и выдвижных горизонтальных балок на тележку, передвигающуюся по рельсовому пути.

c. Своды туннельных сооружений

Секция наружной опалубки состоит из пяти рам с подкосами и разъемными ригелями. Стойки рам с внутренней стороны обшиваются досками. Скрепляется наружная опалубка с внутренней болтами, пропущенными через съемные прогоны. Опалубка позволяет бетонировать туннели шириной 2100-2800 мм и высотой 1800-2200 мм: Масса одной секции опалубки достигает 3 т.

Наружная опалубка переставляется обычно краном. При распалубке стяжные болты удаляют, разъединяют стыки ригелей: рам наружной опалубки, после чего опалубку снимают. Для снятия внутренней опалубки с помощью домкратных устройств, имеющихся в крайних стойках, опускают полуригели с потолочными: щитами.

Бетонирование туннелей производится, как правило, в две очереди: сначала днище, а затем стены и перекрытия (свод) туннеля.

Своды туннельных сооружений бетонируют одновременно с двух сторон от пят к замку радиальными слоями. Замок бетонируют наклонными слоями вдоль шелыги свода, при этом опалубка закладывается по мере бетонирования короткими участками - от кружала до кружала.

В мощных сводах туннельных сооружений устраиваемые рабочие швы должны быть радиальными. Нужное направление поверхностей швов обеспечивается установкой опалубочных: щитков. Перед бетонированием замка цементная пленка с поверхности: бетона должна быть удалена.

d. Туннельные отделки

Туннельные отделки целесообразно бетонировать параллельно с проходкой туннеля, так как в этом случае сокращается общий срок сооружения туннеля. Однако при небольших размерах поперечного сечения туннеля из-за стесненных условий отделку возводят по окончании проходки всего туннеля или отдельных участков между промежуточными забоями.

Туннельную отделку бетонируют или непрерывно по всему поперечному сечению выработки, или по частям в такой последовательности: лоток туннеля, свод и стены или наоборот.

За опалубку бетонная смесь подается с торца или через люки в опалубках с помощью бетононасосов или пневмонагнетателей. В боковые стены и лоток туннеля бетонную смесь можно также подавать опрокидными вагонетками с применением распределительных желобов.

Уплотняют бетонную смесь послойно глубинными вибраторами через окна в опалубке или наружными вибраторами, прикрепляемыми к опалубке.

Если стены отделки туннеля бетонируются после свода (метод «опертого свода»), то перед бетонированием опалубка с нижней поверхности пят свода удаляется и поверхность тщательно очищается. Бетонируют стены горизонтальными слоями с одновременным наращиванием опалубки до отметки, меньшей чем отметка низа пяты свода на величину до 400 мм. Пространство между пятой свода и примыкающей стенкой заполняется жесткой бетонной смесью и тщательно уплотняется. Предварительно на участке примыкания закладывают трубки для последующего нагнетания цементного раствора.

Величина сцепления бетона с опалубкой достигает нескольких кгс/см2. Это затрудняет работы по распалубке, ухудшает качество бетонных поверхностей и приводит к преждевременному износу опалубочных щитов.

На сцепление бетона с опалубкой оказывают влияние адгезия и когезия бетона, его усадка, шероховатость и пористость формующей поверхности опалубки.

Под адгезией (прилипанием) понимают обусловленную молекулярными силами связь между поверхностями двух разнородных или жидких соприкасающихся тел. В период контакта бетона с опалубкой создаются благоприятные условия для проявления адгезии. Клеящее вещество (адгезив ), которым в данном случае является бетон, в период укладки находится в пластичном состоянии. Кроме этого, в процессе виброуплотнения бетона пластичность его еще более увеличивается, вследствие чего бетон сближается с поверхностью опалубки и сплошность контакта между ними увеличивается.

Бетон прилипает к деревянным и стальным поверхностям опалубки сильнее, чем к пластмассовым, из-за слабой смачиваемости последних.

Дерево, фанера, сталь без обработки и стеклопластики хорошо смачиваются и сцепление бетона с ними достаточно большое, со слабо смачиваемыми (гидрофобными) гетинаксом и текстолитом бетон сцепляется незначительно.

Краевой угол смачивания шлифованной стали больше, чем у необработанной. Однако сцепление бетона с шлифованной сталью снижается незначительно. Объясняется это тем, что на границе бетона и хорошо обработанных поверхностей сплошность контакта более высокая.

При нанесении на поверхность пленки масла она гидрофобизуется, что резко уменьшает адгезию.

Усадка отрицательно влияет на адгезию, а следовательно, и на сцепление. Чем больше величина усадки в пристыковых слоях бетона, тем вероятнее появление в зоне контакта усадочных трещин, ослабляющих сцепление. Под когезией в контактной паре опалубка - бетон следует понимать прочность на растяжение пристыковых слоев бетона.

Шероховатость поверхности опалубки увеличивает ее сцепление с бетоном. Это происходит потому, что шероховатая поверхность имеет большую фактическую площадь конта-кта по сравнению с гладкой.

Выеокопориетый материал опалубки тоже увеличивает сцепление, так как цементный раствор, проникая в поры, прн виброуплотнении образует точки надежного соединения.

При снятии опалубки может быть три варианта отрыва. При первом варианте адгезия очень мала, а когезия достаточно велика

В этом случае опалубка отрывается точно по плоскости контакта. Второй вариант -адгезия больше, чем когезия. При этом опалубка отрывается по клеящему материалу (бетону).

Третий вариант-адгезия и когезия по своим величинам примерно одинаковы. Опалубка отрывается частично по плоскости контакта бетона с опалубкой, частично по самому бетону (смешанный или комбинированный отрыв).

При адгезионном отрыве опалубка снимается легко, поверхность ее остается чистой, а поверхность бетона имеет хорошее качество. Вследствие этого необходимо стремиться к обеспечению адгезионного отрыва. Для этого формующие поверхности опалубки выполняют из гладких плохо смачиваемых материалов или наносят на них смазкн и специальные антиадгезионные покрытия.

Смазки для опалубки в зависимости от их состава, принципа действия и эксплуатационных свойств можно разделить на четыре группы: водные суспензии; гидрофобизирующие смазки; смазки - замедлители схватывания бетона; комбинированные смазки.

Водные суспензии порошкообразных веществ, инертных по отношению к бетону, являются простым и дешевым, но не всегда эффективным средством для устранения прилипания бетона к опалубке. Принцип действия основан на том, что в результате испарения воды из суспензий до бетонирования на формующей поверхности опалубкн образуется тонкая защитная пленка, препятствующая прилипанию бетона.

Чаще других для смазки опалубки применяют известково-гип-coBVio суспензию, которую готовят из полуводного гипса (0,6-0,9 вес" ч.), известкового теста (0,4-0,6 вес. ч.), сульфитно-спиртовой барды (0,8-1,2 вес. ч.) и воды (4-6 вес. ч.).

Суспензионные смазки стираются бетонной смесью прн виброуплотнении и загрязняют бетонные поверхности, вследствие чего их применяют редко.

Наиболее распространены гидрофобизирующие смазки иа основе минсоальных масел, эмульсола ЭКС или солей жирных кислот (мыл). После их нанесения на поверхность опалубки образуется гидрофобная пленка из ряда ориентированных молекул (рис. 1-1, б), которая ухудшает сцепление материала опалубки с бетоном. Недостатки таких смазок -загрязнение поверхности бетона, высокая стоимость и пожароопасность.

В третьей группе смазок используются свойства бетона схватываться замедленно в тонких пристыковых слоях. Для замедления схватывания в состав смазок вводят мелассу, танин и др. Недостаток таких смазок - сложность регулирования толщины слоя бетона, в котором замедляетсяЧхватывание.

Наиболее эффективны комбинированные смазки , в которых используются свойства формующих поверхностей в сочетании с замедлением схватывания бетона в тонких пристыковых слоях. Такие смазки готовят в виде так называемых обратных эмульсий. В некоторые из них помимо гндрофобизаторов и замедлителей схватывания вводят пластифицирующие добавки: сульфитно-дрожжевую барду (СДБ), мылонафт или добавку ЦНИПС. Эти вещества при виброуплотнении пластифицируют бетон в пристыковых слоях и снижают его поверхностную пористость.

Смазки ЭСО-ГИСИ готовят в ультразвуковых гидродинамических смесителях (рис. 1-2), в которых механическое перемешивание компонентов сочетается с ультразвуковым. Для этого в бак смесителя заливают компоненты и включают мешалку.

Установка для ультразвукового перемешивания состоит из циркуляционного насоса, всасывающего и напорного трубопроводов, распределительной коробки и трех ультразвуковых гидродинамических вибраторов - ультразвуковых свистков с резонансными клиньями. Жидкость, подаваемая насосом под избыточным давлением 3,5-5 кгс/см2, истекает с большой скоростью из сопла вибратора и ударяется о клиновидную пластину. При этом пластина начинает вибрировать с частотой 25-30 кГц. В результате в жидкости образуются зоны интенсивного ультразвукового перемешивания с одновременным делением компонентов на мельчайшие капельки. Длительность перемешивания 3-5 мин.

Эмульсионные смазки обладают стабильностью, оии не расслаиваются в течение 7-10 сут. Применение их полностью устраняет прилипание бетона к опалубке; они хорошо удерживаются на формующей поверхности и не загрязняют б«!Гон.

Наносить эти смазки иа опалубку можно кистями, валиками и с помощью распылительных удочек. При большом количестве щитов для их смазки следует применять специальное устройство.

Применение эффективных смазок снижает вредное воздействие на опалубку некоторых факторов.

Для металлических щитов в качестве антиадгезиоииого покрытия рекомендуется эмаль СЭ-3, в состав которой входит эпоксидная смола (4-7 вес. ч.), метилполисилоксановое масло (1-2 вес. ч.), свинцовый глет (2-4 вес ч.) и полиэтиленполиамин (0,4-0,7 вес. ч.). Сметанообразиую пасту из этих компонентов наносят на тщательно очищенную и обезжиренную металлическую поверхность кистью" илн шпателем. Покрытие твердеет при 80-140° С в течение 2,5-3,5 ч. Оборачиваемость такого покрытия достигает 50 циклов без ремонта.

Для дощатой и фанерной опалубки в ЦНИИОМТП разработано покрытие на основе фенолформальдегида. Его напрессовывают на поверхность щитов при давлении до 3 кгс/см2 и температуре +80° С. Это покрытие полностью устраняет прилипание бетона к опалубке и выдерживает до 35 циклов без ремонта.

Несмотря на довольно высокую стоимость (0,8-1,2 руб/м2), ан-тиадгезиониые защитные покрытия выгоднее смазок в связи с их многократной оборачиваемостью.

Целесообразно применять щиты, палубы которых выполнены из гетинакса, гладкого стеклопластика или текстолита, а каркас - из металлических уголков. Такая опалубка износоустойчива, легко снимается и обеспечивает хорошее качество бетонных поверхностей.

Величина сцепления бетона с опалубкой достигает нескольких кгс/см 2 . Это затрудняет работы по распалубке, ухудшает качество бетонных поверхностей и приводит к преждевременному износу опалубочных щитов.
На сцепление бетона с опалубкой оказывают влияние адгезия и когезия бетона, его усадка, шероховатость и пористость формующей поверхности опалубки.
Под адгезией (прилипанием) понимают обусловленную молекулярными силами связь между поверхностями двух разнородных или жидких соприкасающихся тел. В период контакта бетона с опалубкой создаются благоприятные условия для проявления адгезии. Клеящее вещество (адгезив), которым в данном случае является бетон, в период укладки находится в пластичном состоянии. Кроме этого, в процессе виброуплотнения бетона пластичность его еще более увеличивается, вследствие чего бетон сближается с поверхностью опалубки и сплошность контакта между ними увеличивается.
Бетон прилипает к деревянным и стальным поверхностям опалубки сильнее, чем к пластмассовым, из-за слабой смачиваемости последних. Значения Кс для разных видов опалубки равны: мелкощитовой - 0,15, деревянной - 0,35, стальной - 0,40, крупнопанельной (панели из мелких щитов) - 0,25, крупнощитовой - 0,30, объемно-переставной - 0,45, для блок-форм - 0,55.
Дерево, фанера, сталь без обработки и стеклопластики хорошо смачиваются и сцепление бетона с ними достаточно большое, со слабо смачиваемыми (гидрофобными) гетинаксом и текстолитом бетон сцепляется незначительно.
Краевой угол смачивания шлифованной стали больше, чем у необработанной. Однако сцепление бетона с шлифованной сталью снижается незначительно. Объясняется это тем, что на границе бетона и хорошо обработанных поверхностей сплошность контакта более высокая.
При нанесении на поверхность пленки масла она гидрофобизуется, что резко уменьшает адгезию.
Шероховатость поверхности опалубки увеличивает ее сцепление с бетоном. Это происходит потому, что шероховатая поверхность имеет большую фактическую площадь контакта по сравнению с гладкой.
Высокопористый материал опалубки тоже увеличивает сцепление, так как цементный раствор, проникая в поры, при виброуплотнении образует точки надежного соединения. При снятии опалубки может быть три варианта отрыва. При первом варианте адгезия очень мала, а когезия достаточно велика.
В этом случае опалубка отрывается точно по плоскости контакта. Вдорой вариант - адгезия больше, чем когезия. При этом опалубка отрывается по клеящему материалу (бетону).
Третий вариант - адгезия и когезия по своим величинам примерно одинаковы. Опалубка отрывается частично по плоскости контакта бетона с опалубкой, частично по самому бетону (смешанный или комбинированный отрыв).
При адгезионном отрыве опалубка снимается легко, поверхность ее остается чистой, а поверхность бетона имеет хорошее качество. Вследствие этого необходимо стремиться к обеспечению адгезионного отрыва. Для этого формующие поверхности опалубки выполняют из гладких плохо смачиваемых материалов или наносят на них смазки и специальные антиадгезионные покрытия.
Смазки для опалубки в зависимости от их состава, принципа действия и эксплуатационных свойств можно разделить на четыре группы: водные суспензии; гидрофобизирующие смазки; смазки - замедлители схватывания бетона; комбинированные смазки.
Водные суспензии порошкообразных веществ, инертных по отношению к бетону, являются простым и дешевым, но не всегда эффективным средством для устранения прилипания бетона к опалубке. Принцип действия основан на том, что в результате испарения воды из суспензий до бетонирования на формующей поверхности опалубки образуется тонкая защитная пленка, препятствующая прилипанию бетона.
Чаще других для смазки опалубки применяют известково-гипсовую суспензию, которую готовят из полуводного гипса (0,6-0,9 вес. ч.), известкового теста (0,4-0,6 вес. ч.), сульфитно-спиртовой барды (0,8-1,2 вес. ч.) и воды (4-6 вес. ч.).
Суспензионные смазки стираются бетонной смесью при виброуплотнении и загрязняют бетонные поверхности, вследствие чего их применяют редко.
Наиболее распространены гидрофобизирующие смазки на основе минеральных масел, эмульсола ЭКС или солей жирных кислот (мыл). После их нанесения на поверхность опалубки образуется гидрофобная пленка из ряда ориентированных молекул, которая ухудшает сцепление материала опалубки с бетоном. Недостатки таких смазок - загрязнение поверхности бетона, высокая стоимость и пожароопасность.
В третьей группе смазок используются свойства бетона схватываться замедленно в тонких пристыковых слоях. Для замедления схватывания в состав смазок вводят мелассу, танин и др. Недостаток таких смазок - сложность регулирования толщины слоя бетона.
Наиболее эффективны комбинированные смазки, в которых используются свойства формующих поверхностей в сочетании с замедлением схватывания бетона в тонких пристыковых слоях. Такие смазки готовят в виде так называемых обратных эмульсий. В некоторые из них помимо гидрофобизаторов и замедлителей схватывания вводят пластифицирующие добавки: сульфитно-дрожжевую барду (СДБ), мылонафт или добавку ЦНИПС. Эти вещества при виброуплотнении пластифицируют бетон в пристыковых слоях и снижают его поверхностную пористость.
Смазки ЭСО-ГИСИ готовят в ультразвуковых гидродинамических смесителях, в которых механическое перемешивание компонентов сочетается с ультразвуковым. Для этого в бак смесителя заливают компоненты и включают мешалку.
Установка для ультразвукового перемешивания состоит из циркуляционного насоса, всасывающего и напорного трубопроводов, распределительной коробки и трех ультразвуковых гидродинамических вибраторов - ультразвуковых свистков с резонансными клиньями. Жидкость, подаваемая насосом под избыточным давлением 3,5-5 кгс/см2, истекает с большой скоростью из сопла вибратора и ударяется о клиновидную пластину. При этом пластина начинает вибрировать с частотой 25-30 кГц. В результате в жидкости образуются зоны интенсивного ультразвукового перемешивания с одновременным делением компонентов на мельчайшие капельки. Длительность перемешивания 3-5 мин.
Эмульсионные смазки обладают стабильностью, они не расслаиваются в течение 7-10 сут. Применение их полностью устраняет прилипание бетона к опалубке; они хорошо удерживаются на формующей поверхности и не загрязняют бетон.
Наносить эти смазки на опалубку можно кистями, валиками и с помощью распылительных удочек. При большом количестве щитов для их смазки следует применять специальное устройство.
Применение эффективных смазок снижает вредное воздействие на опалубку некоторых факторов. В ряде же случаев использовать смазки нельзя. Так, при бетонировании в скользящей или подъемно-переставной опалубке применять такие смазки запрещено из-за их попадания в бетон и снижения его качества.
Хороший эффект дают антиадгезионные защитные покрытия на Основе полимеров. Их наносят на формующие поверхности щитов при их изготовлении, и они выдерживают 20-35 циклов без повторного нанесения и ремонта.
Для дощатой и фанерной опалубки разработано покрытие на основе фенолформальдегида. Его напрессовывают на поверхность щитов при давлении до 3 кгс/см2 и температуре + 80° С. Это покрытие полностью устраняет прилипание бетона к опалубке и выдерживает до 35 циклов без ремонта.
Несмотря на довольно высокую стоимость, антиадгезионные защитные покрытия выгоднее смазок в связи с их многократной оборачиваемостью.
Целесообразно применять щиты, палубы которых выполнены из гетинакса, гладкого стеклопластика или текстолита, а каркас - из металлических уголков. Такая опалубка износоустойчива, легко снимается и обеспечивает хорошее качество бетонных поверхностей