Общие сведения

Из монолитного железобетона сооружают фундаменты, резервуары, бассейны, тоннели, плотины, силосы для хранения сыпучих материалов, дымовые трубы, сложные арочные и сводчатые покрытия в виде тонкостен­ных оболочек, конструкции из гидростойкого, кислотостойкого и щелоче-стойкого бетонов. Особенно эффективны монолитные конструкции для рай­онов с высокой сейсмичностью.

Монолитные конструкции возводят непосредственно на строительной площадке. Возведение монолитных конструкций - комплексный процесс, включающий в себя основные - монтажно-укладочные работы (устройство опалубки, установка арматуры, бетонирование, уход за бетоном, распалуб­ка), в результате выполнения которых получают собственно конструкцию, и вспомогательные — транспортно-заготовителъные (изготовление эле­ментов опалубки и доставка их на строительную площадку, изготовление и доставка элементов арматуры, приготовление и доставка бетонной смеси) (рис. 22). Назначение вспомогательных работ - обеспечение более высокой производительности и качества выполнения основных работ.

Рис. 22. Схема технологического процесса возведения монолитных железобетонных конструкций

4.2 Устройство опалубки

Опалубка - это форма возводимой конструкции. Она служит для при­дания бетонной смеси формы будущей конструкции (или ее части) и удер­живания ее до набора бетоном нужной прочности (до затвердения бетонной смеси). После этого ее снимают.

В наиболее общем виде опалубка состоит из следующих элементов: от­дельных плоских элементов - щитов, из которых собирают пространствен­ную форму возводимой конструкции, и оснастки - крепежных устройств (подкосов, стяжек, болтов, и т. п.), обеспечивающих проектное положение щитов в пространстве.

Виды опалубки. Опалубка может быть деревянной, металлической и железобетонной.

Деревянную опалубку обычно изготовляют на специальном опалубоч­ном дворе или в плотницком цехе деревообделочного комбината, где имеет­ся необходимое станочное оборудование для распиловки и строжки лесома­териалов, а также для сборки отдельных элементов опалубки. Для ее изготовления применяют лесоматериалы хвойных пород с влажностью дре­весины до 25 %.

Деревянная опалубка обладает ценными качествами: легкостью, малой теплопроводностью, небольшими силами сцепления с уложенным в нее бе­тоном. Основными недостатками этой опалубки являются гигроскопич­ность, малая сопротивляемость деформациям, ограниченные возможности оборачиваемости (1-2 раза). Несмотря на указанные недостатки, деревян­ную опалубку широко применяют при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений.

Металлическую опалубку и оснастку к ней изготовляют в механиче­ских мастерских или цехах металлоконструкций. Детали металлической опалубки выполняют из стали СтЗ. Элементы опалубки обрабатывают с вы­сокой точностью. Металлическая опалубка проходит контрольную сборку. Детали, соприкасающиеся с бетоном, покрывают специальной смазкой, а остальные окрашивают, после чего все элементы опалубки маркируют.

Основными преимуществами металлической опалубки являются высо­кая оборачиваемость (не менее 50 раз), жесткость и исключение деформа­ции при различных режимах влажности. К недостаткам этой опалубки отно­сят высокую стоимость и большую теплопроводность.

Железобетонная опалубка в период бетонирования выполняет роль опалубки, а впоследствии (при строительстве гидротехнических сооруже­ний) является постоянным конструктивным элементом сооружения. Досто­инствами железобетонной опалубки в этих случаях являются исключение процесса распалубки, простота крепления и большая жесткость. Недостат­ками этой опалубки являются большие теплопроводность и масса и высокая стоимость.

Установку опалубки для монолитных конструкций производят по осям, вынесенным на обноску, после подготовки места, где она должна быть ус­тановлена. Подготовка заключается в очистке места от щепы, грязи и строи­тельного мусора. Правила установки опалубки зависят от вида конструкции. Так, опалубку ступенчатых фундаментов устраивают из готовых деревянных щитов, стянув проволочными скрутками, с распорками из брусков или досок (рис. 23). Опалубку последующих ступеней устраивают так же, как и первой, и опирают на щиты опалубки нижней ступени.

Рис. 23. Опалубка двухступенчатого фундамента:

а) первой ступени; 6) второй ступени; 1 - опорная планка; 2, 4- щиты; 3 - скрутки из проволоки; 5 – распорки

4.3. Установка арматуры

По способу установки арматуру подразделяют на штучную, арматур­ные сетки и каркасы (плоские и пространственные).

Штучная арматура может быть прутковой из круглых стержней и из профильной прокатной стали - двутавровых балок, швеллеров и уголков. Кроме круглой, применяют холодносплющенную и горячекатаную арматуру периодического профиля, которая имеет лучшее сцепление с бетоном. Штучную арматуру укладывают в опалубку и сваривают или связывают в арматурный каркас на месте бетонирования.

Арматурная сетка представляет собой взаимно перекрещивающиеся стержни, соединенные в местах пересечения сваркой. Сетки изготовляют в виде отдельных плоских полотнищ требуемого размера или рулонов большой длины, от которых отрезают куски необходимых размеров. Арма­турные сетки применяют в основном для армирования плит.

Арматурные каркасы могут быть плоскими и пространственными (рис. 24). Плоские каркасы состоят обычно из продольной арматуры, соеди­ненной между собой специальными монтажными стержнями или хомутами. Пространственные каркасы собирают из нескольких плоских каркасов или сеток путем сварки или вязки. Арматурные каркасы применяют для армиро­вания колонн, балок, ригелей.

Все виды арматуры железобетонных конструкций изготавливают в ар­матурных цехах заводов железобетонных изделий.

Установку арматуры в опалубку при бетонировании монолитных кон­струкций производят так, чтобы были строго соблюдены заданная по черте­жам толщина защитного слоя бетона и расположение стержней арматуры. Наличие защитного слоя предохраняет арматуру от коррозии.

Рис. 24. Арматурные каркасы: а - плоский; 6 - пространственный

Бетонирование

Бетонирование - процесс заполнения опалубки с установленной арма­турой бетонной смесью, т. е. укладка бетонной смеси с уплотнением.

Собственно бетонированию предшествуют процессы приготовления и доставки бетонной смеси на строительную площадку.

Приготовление бетонной смеси осуществляется, как правило, на бе­тонных заводах, оборудованных механизированными и автоматизирован­ными установками. При малых объемах бетонных и железобетонных работ бетонную смесь можно приготовлять в условиях строительной площадки. Для этой цели на строительных объектах применяют сборно-разборные комплексно-механизированные установки. Их обычно устраивают как бе-тонно-растворные установки, изготовляющие бетонную смесь и раствор для разных нужд строительства.

Способы доставки (транспортирования) бетонной смеси к месту ее укладки зависят от ряда факторов: дальности транспортирования, времени года, состава бетонной смеси. В настоящее время бетонную смесь от места приготовления до места ее укладки в конструкции доставляют в автомоби­лях-самосвалах, в бадьях (бункерах) на платформах или автомобилях, кон­вейерами, бетононасосами, в автобетоносмесителях.

Во время транспортирования в целях сохранения однородности и под­вижности бетонной смеси ее защищают от попадания атмосферных осадков, вредного воздействия ветра и солнечных лучей, а также от утечки цемент­ного молока (раствора). В зимнее время бетонную смесь при транспортиро­вании необходимо защищать от замораживания. Для этого применяют спе­циально утепленные виды транспорта. Кроме того, бетонную смесь к месту укладки следует доставлять без промежуточных перегрузок. При любом способе транспортирования бетонную смесь предохраняют от чрезмерного встряхивания во избежание расслаивания. Продолжительность перевозки смеси от места ее приготовления до места укладки не должна превышать 1 ч (с момента выгрузки до окончания уплотнения). Исходя из условий сохра­нения необходимых качеств бетонной смеси во время ее доставки к месту укладки, выбирают вид транспорта. Перевозка бетонной смеси на автосамо­свалах целесообразна при расстоянии до 15-20 км. Транспортирование в таре (бадьях, бункерах, виброковшах), в кузовах бортовых машин и на же­лезнодорожных платформах применяется на такие же расстояния, как и на автосамосвалах. Железнодорожный транспорт используют на крупных стройках с большим потоком бетонной смеси. Ленточными конвейерами бетонную смесь перемещают при возведении крупных фундаментных мас­сивов и значительной интенсивности бетонирования (150-200 м³/смен.). Ее можно подавать по горизонтали на расстояние до 2 км с подъемом до 18 ° и спуском до 12 °. Транспортирование бетонной смеси с помощью бетонона­соса применяется также при больших объемах бетонирования конструкций. Дальность подачи смеси по горизонтали и вертикали определяют расчетом.

При значительной удаленности строящегося объекта от централизован­ного бетонного завода целесообразно использовать автобетоносмесители (рис. 95). При этом бетонную смесь, загруженную на бетонно-растворном узле, приготовляют в автобетоносмесителях в пути следования непосредст­венно перед ее укладкой в конструкции.

Рис. 25. Автобетоносмеситель: а) общий вид; б) смесительный барабан;

1 - барабан; 2 - загрузочно-разгрузочное устройство; 3 - привод барабана;

4 - бак для воды; 5 - опорная цапфа; 6 - приводная звездочка;

7 - бандаж; 8 - винтовая лопасть

Укладка бетонной смеси. Укладку бетонной смеси ведут слоями с уп­лотнением каждого слоя, чтобы не оставалось воздушных пазух. Толщина слоя зависит от типа используемых вибраторов. Для уплотнения применяют вибраторы различных типов (рис. 26). По способу вибрирования вибраторы делятся на поверхностные и глубинные. Поверхностные вибраторы приме­няют при небольшой толщине слоя бетона (до 20 см). При большей толщине уплотняемого слоя бетона и в тех случаях, когда невозможно использовать поверхностные вибраторы, применяют глубинные вибраторы. Продолжи­тельность вибрирования зависит от вида конструкции, качества бетонной смеси, типа вибратора. Например, продолжительность вибрирования по­верхностных вибраторов на одном месте составляет около 1 мин. Увеличе­ние установленного времени вибрирования бетонной смеси может привести к ее расслоению. Основные признаки прекращения вибрирования следую­щие: заметное оседание бетонной смеси, прекращение выделения воздуш­ных пузырьков, появление на поверхности бетона, подвергаемого вибрации, так называемого цементного молока.

Рис. 26. Переносные вибраторы: а - поверхностный; б – глубинный

Подачу бетонной смеси для укладки ведут различными способами с применением различных механизмов и приспособлений, например с помо­щью крана и специальной бадьи (рис. 27), с помощью бетононасоса (рис. 28).

Рис. 27. Укладка бетонной смеси с помощью крана и специальной бадьи:

1 - бадья; 2 - затвор бадьи; 3 - подвески бадьи; 4 - крюк крана;

5 - опалубка фундамента; 6 - растяжки; 7 - кран

Рис. 28. Подача и укладка бетонной смеси бетоноводом: 1 - концевой рукав;

2 - шарнирно-сочлененная стрела; 3 - бетоновод; 4 - гидропоршни; 5 - автобетононасос;

6 - приемный бункер насоса; 7 - автобетоносмеситель; 8 - бетонируемое перекрытие

Уход за бетоном

После укладки бетонной смеси в конструкции начинается процесс твердения. Чтобы обеспечить нормальные условия твердения, за бетонной смесью в первые дни требуется уход. Основной задачей в летнее время яв­ляется предохранение смеси от высушивания под действием ветра и солнца. Для этой цели бетон поливают водой и укрывают рогожами, пленкой. Срок поливки зависит от вида цемента и температуры наружного воздуха. В лет­ний период рекомендуется поливать бетон на портландцементе не менее 7 суток, на глиноземных цементах - не менее 3 суток, при прочих цементах -не менее 14 суток. При температуре воздуха выше +15 °С в течении трех суток поливку проводят днем через 3 часа и один раз ночью, а в последую­щие дни - не реже трех раз в сутки.

В зимнее время бетонной смеси необходимо обеспечить условия для приобретения ею прочности не менее 50 % от проектной. С этой целью по­сле укладки бетон обычно укрывают теплоизоляционными материалами: матами, опилками т. п.

Кроме указанных мер, евежеуложенный бетон не должен подвергаться ударам и сотрясениям. Движение людей и транспортных средств по забето­нированным конструкциям, установка на них лесов и опалубки допускаются только после приобретения бетоном необходимой прочности.

Распалубка

Распалубку производят в определенной последовательности, устанав­ливаемой проектом производства работ (ППР) для каждого вида конструк­ций. Перед началом распалубки открытые бетонные поверхности (плиты, отдельные балки, ригели) осматривают и обстукивают. Слабый бетон при простукивании молотком издает глухой звук, а при более сильных ударах на нем остаются вмятины. Распалубку железобетонных конструкций произво­дят в среднем через 10-12 дней после бетонирования в зависимости от дос­тигнутой бетоном прочности, назначения конструкции, ее массы и нагрузок. Так, летом при температуре наружного воздуха 15-20 °С несущие боковые щиты опалубки снимают через 2-3 дня после бетонирования, несущую опа­лубку плит, сводов, прогонов и балок пролетами от 2 до 8 м при достижении бетоном прочности не менее 70 %. Во всех железобетонных конструкциях пролетом 8 м и более несущую опалубку снимают после того, как бетон на­берет проектную 100-процентную прочность.