Справочник строителя

Бетоны. Материалы, технологии, оборудование

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Отечественный опыт возведения тонкостенных пространственных конструкций с использованием пневматической опалубки базируется на применении двух разновидностей технологии укладки бетона: путем нанесения на разостланную в горизонтальном положении опалубку с последующим приведением ее в проектное положение подачей воздуха и методом набрызга на надутую опалубку.

По первой разновидности технологии предварительно возводится фундамент, к которому прикрепляют пневмоопалубку. Поверх разложенной опалубки укладывается арматура, а затем бетонная смесь, которая накрывается эластичным полотенцем из полимерной пленки. При нагнетании воздуха опалубка вместе с бетонной смесью поднимается в проектное положение. Бетонная смесь и арматурное заполнение деформируются, увеличивая свою площадь в 1,5-2 раза.

Указанным способом возводятся купольные и сводчатые покрытия диаметром до 12 м и пролетом 6-18 м. Основными недостатками данной технологии являются: неуправляемая деформация свежеуложенного бетона при его подъеме, случайный характер изменения геометрического положения арматурного каркаса, разрушение структуры' бетона и ухудшение его физико-механических характеристик. Существенную трудность доставляет процесс сохранения вертикальности стен, примыкающих к основанию фундамента. Более совершенная технология основана на использовании специальных конструктивных элементов вертикальных стенок, обеспечивающих повышение качества работ и технологичность.

Технология возведения тонкостенной цилиндрической оболочки (цилиндрический свод одинаковой кривизны) состоит из трех стадий. После завершения постройки фундаментов цилиндрическая пневмоопалубка расстилается на горизонтальном основании на уровне фундаментов и крепится к ним. Так как в разложенном состоянии пневматическая опалубка занимает площадь несколько большую, чем площадь основания сооружения, то в местах крепления к фундаменту устраиваются складки. К ним прикрепляются специальные открылки, на которых до выполнения основного процесса по бетонированию свода крепятся в горизонтальном положении монолитные участки вертикальных стен.

Основной этап возведения свода включает в себя равномерную укладку тонкого слоя бетона на поверхность пневмоопалубки, установку арматурной сетки и укладку верхнего накрывочного слоя бетона. Смесь уплотняется поверхностными вибраторами или виброрейками. После окончания цикла бетонирования внутрь опалубки нагнетается воздух, и она поднимается, изгибая уложенный слой бетона.

В процессе подъема армированная бетонная смесь испытывает деформации изгиба, при которых не происходит значительного перемещения арматуры. Оплывание бетонной смеси и другие деструктивные процессы исключаются использованием полотнища из полимерной пленки, которое укладывают поверх уплотненной бетонной смеси и герметично прикрепляют по контуру пневмоопалубки до ее подъема.

Возведение купольных и сводчатых конструкций не лишено ряда недостатков: большое количество процессов с низким уровнем технологичности, исключающих пооперационный контроль качества работ; высокая деформативность возводимой конструкции, что не гарантирует заданной несущей способности; большое число ручных операций по устройству и обеспечению герметичности опалубки и верхнего полотнища и другие работы. Все это снижает эффективность предложенного метода возведения тонкостенных конструкций.

Более прогрессивной технологией является метод возведения пространственных тонкостенных конструкций на пневмоопалубке с нанесением бетонной смеси набрызгом. При возведении наземной части здания применяется метод волнистого свода из армоцемен-та размером в плане 12x24 м. В состав работ входят: планировка площадки бульдозером; устройство свайного монолитного фундамента и монолитного ростверка; устройство бетонного пола; установка элементов крепления пневматической опалубки; раскладка, выверка и закрепление пневматической опалубки; подготовка к работе воздухоподающей установки и оборудования для нанесения бетонной смеси; армирование сооружения готовыми сетками; нанесение бетонной смеси; уход за бетоном и демонтаж пневматической опалубки. Завершающим этапом возведения наземной части является устройство торцов из кирпичной кладки.

До начала пневмобетонирования армоцементного волнистого сооружения с применением пневматической опалубки должны быть выполнены все работы по устройству монолитного (свайного) фундамента, смонтирована пневмоопалубка, произведено армирование сооружения готовыми сетками с предварительной вязкой их в зоне производства работ и осуществлено комплектование строительного процесса соответствующим рабочим оборудованием.

Пневматическая опалубка, поступившая с завода-изготовителя в упакованном виде, раскладывается на заранее подготовленное основание (фундаменты, полы). Крепление пневмоопалубки к фундаменту осуществляется с помощью болтовых соединений в последовательности: к анкерным болтам фундамента крепятся швеллеры с неполным закручиванием гаек. После установки швеллеров по всему периметру фундамента в зазор между полкой швеллера и фундаментом закладывают канат нижнего пояса пневмоопалубки и гайки закручивают до конца.

Сферические cpеды пневмоопалубки крепятся к винтовым сваям. До начала монтажа опалубки винтовые сваи ввинчивают в грунт и к ним болтами прикрепляют изогнутые швеллеры и металлические полосы так, чтобы в зазор между швеллером и полосой свободно проходил канат нижнего пояса пневмоопалубки. Проектное крепление торцов осуществляют полным закручиванием болтов и прижиманием нижнего пояса опалубки к полосе. Окончательное закрепление пневмоопалубки производят сразу по всему периметру сооружения.

Для созДания необходимого избыточного давления внутри опалубки и для предотвращения потерь воздуха в процессе ее эксплуатации через крепежные элементы по всему периметру опалубки предусмотрен фартук, прикрепленный непосредственно к канату нижнего пояса. После крепления опалубки к фундаменту фартук изнутри по всему периметру пригружается песком.

Параллельно с монтажом пневматической опалубки производится монтаж воздухоподающей установки. Перед началом эксплуатации пневмоопалубки необходимо проверить правильность включения и наличие заземления вентиляторов. После выполнения всех работ включается воздухоподающая установка и визуально проверяется правильность геометрической формы пневмоопалубки. В случае отклонения от проектных размеров дефекты устраняются регулировкой длины формообразующих канатов.

Для достижения стабильных проектных размеров пневмоопалубку рекомендуется выдержать под рабочим давлением 1,2 кПа до начала ее эксплуатации. Контроль рабочего давления производится манометрами, установленными на пульте управления. Для прохода рабочих под оболочку опалубки устраивают входной шлюз с двумя плотно закрывающимися дверями. Внутреннее давление в оболочке регулируется через отдельный выпускной канал (клапан), не связанный со входом под пневмоопалубку. Каркас сооружения армируется после визуальной проверки проектных параметров пневмоопалубки. Предварительно отключив воздухоподачу, пневмоопалубку «сваливают» на одну сторону с помощью прижимных канатов, закрепленных за хомуты, установленные в фундаменте. После этого прижимные канаты складываются у места их крепления.

Параллельно с монтажом опалубки и пробным подъемом производится укрупнение арматурных полотен. Укрупненные полотна наружного слоя арматурного каркаса укладываются по внутреннему слою с разбежкой вязальных швов. Для фиксации каркаса производится его временное закрепление к арматурным выпускам фундамента. Затем прижимные канаты укладываются поверх сетчатой арматуры в ребрах сооружения и осуществляется подъем опалубки с каркасом при внутреннем давлении 0,7 кПа, после чего временное крепление каркаса к фундаменту снимается.

При производстве работ используют бетонные смеси проектной марки, приготовленные непосредственно на строительной площадке. Поэтому необходимо тщательно производить подбор состава мелкозернистого (песчаного) раствора, осуществлять контроль приготовления и нанесения смеси, а также прочности раствора.

Нанесение смеси производится установкой «Пневмобетон» в комплекте с автогидроподъемником АГП-18, начиная снизу (от фундамента) вверх к замку по зонам на полную конструктивную толщину. При нанесении пескобетона толщина слоя контролируется путем установки специальных маяков, фиксирующих проектную толщину конструкции. Укладку бетона следует начинать с межволновых участков (ребер) для предотвращения засорения арматуры и поверхности опалубки в этих местах частицами из отскока с выпуклых участков поверхности конструкции.

При укладке бетонной смеси в несколько слоев для обеспечения надежного сцеплениятюверхность ранее уложенного бетона должна быть тщательно увлажнена. Разница по срокам нанесения бетона на смежных участках опалубки не должна превышать 2-4 ч, так как при больших сроках сотрясение поверхности оболочки при торкретировании бетонной смеси может вызвать нарушение структуры твердеющего бетона на соседнем участке.

Для предотвращения высушивания твердеющего бетона от воздействия ветра и солнечной радиации его поверхность сразу после укладки слоя проектной толщины покрывают (также методом напыления) защитной пленкой, препятствующей активному испарению воды. С этой целью применяют водорастворимую эмульсию или полимеризующееся вещество (например, ПВА, помороль, СБС Н-80 и т. п.), быстро твердеющие на воздухе. Возможно также применение битумно-асбестовой эмульсионной мастики (БАЭМ) и быстро стабилизирующейся незамерзающей холодной асфальтовой мастики (БСНХА). После окончания строительства эта защитная пленка служит в качестве гидроизоляционного покрытия.

При достижении бетоном проектной прочности осуществляют распалубку конструкции. Ее производят после снятия внутреннего давления в системе и демонтажа крепежных устройств. Опалубка легко отделяется от вертикальных и горизонтальных поверхностей и затем, после ее очистки, сворачивается.

Продолжительность возведения наземной части бригадой из 7 человек составляет 12-15 дней, а все сооружение возводится за 23-25 рабочих дней. Трудоемкость возведения армоцементного свода размером 12x24 м составляет 72 чел.-дн. Выработка при пнев-мобетонировании составляет 7,8 м2 за 1 чел.-смену. Расход основных материалов на 100 м2 перекрываемой поверхности: цемента - 4,8 т; металла - 5,8 т; песка - 10 м3. Возведение конструкций в пневмоопалубке позволяет сократить сроки строительства почти в 2 раза, сократить затраты по трудоемкости - до 70% и 25-30% - по себестоимости. При возведении коллекторов и других линейно протяженных сооружений достигается снижение себестоимости до 25 % и трудоемкости работ - до 50%.

Дальнейшее развитие пневмоопалубочных систем идет по пути использования их для возведения вертикальных и линейно протяженных сооружений, элементов зданий элеваторов, сеннажных башен, насосных станций, путе- и трубопроводов, коллекторов и тоннелей, частей административных зданий и других конструктивных элементов. Низкие трудозатраты и незначительная масса опалубки при многократной оборачиваемости (20 раз и более) позволяют широко использовать ее в строительстве.