Возведение зданий в скользящей опалубке

В современном строительстве  при устройстве высоких сооружений не менее 25 метров в высоту часто используется скользящая опалубка.  Её использование особенно эффективно при строительстве, когда возводимые сооружения имеют малое количество проемов, закладных элементов и прочих деталей, свойственных зданиям из сборных железобетонных элементов.

При использовании скользящей опалубки  технология устройства монолитных конструкций должна строго соответствовать графикам проведения работ и технологическим картам.

Принцип скользящей опалубки

Суть скользящей опалубки заключается в её подвижности без прерывания процесса бетонирования. Состоит такая опалубка из двух вертикально расположенных щитов, одинаковых по высоте.

Кроме щитов, в конструкции скользящей опалубки присутствуют:

• балки и домкратные рамы,
• навесные подмости для рабочих,
• внутренний настил для бетонщиков, материала, насосной станции.

Балки располагаются в два ряда, как с внутренней стороны, так и с наружной. Гидравлические домкраты либо электрические для подъема опалубки по домкратным стержням  устанавливаются на рамы. Сами же домкратные стержни привариваются на уровне фундамента к выступающим из него арматурным стержням или специальным выпускам.

Возведение зданий и сооружений методом скользящей опалубки имеет много достоинств, и в то же время есть в нем и свои недостатки.

К достоинствам скользящей опалубки можно отнести:

• высокие темпы строительства, когда за сутки можно возвести один этаж, при  условии трехсменной работы;
• сокращение стоимости строительства на 15-20%;
• возможность переналадки комплекта опалубки, благодаря чему возводятся здания с различными  архитектурными  и планировочными решениями.

Наряду с достоинствами скользящей опалубки существует ряд недостатков при её использовании:

• сложность установки внутри арматурных каркасов;
• невозможность устройства проемов в стенах большого размера;
• большая трудоемкость по заливке перекрытий;
• наличие высококвалифицированных работников;
• удорожание работ в зимнее время;
• обязательное выполнение технологических процессов, неисполнение которых ведет к снижению эффективности использования скользящей опалубки.
• качество бетона должно быть высоким, не допускается перерывов в бетонировании,
• подъем опалубки должен быть строго вертикальным,
• доставка бетона должна производиться в соответствии с графиком,
• непрерывность процесса установки арматуры;
• высокая стоимость устранения дефектов, допущенных при бетонировании в скользящей опалубке.

Недостатки скользящей опалубки могут быть устранены, если применять различные новшества и подходы.

Например, непрерывность бетонирования может включать в себя перерывы, если использовать добавки, замедляющие твердение бетона до 18 часов в летний период, и другие добавки, ускоряющие этот процесс.

В северных районах применяют электропрогрев бетонной смеси или инфракрасное излучение для ускорения твердения бетона.

Трудоемкий процесс вибрации бетонной смеси, когда правилами запрещается касание вибраторами щитов опалубки, во избежание разрушения ранее уложенного бетона, можно заменить, используя бетон с суперпластификаторами. В этом случае вибрация сверхпластичного литого бетона не производится совсем, так как такой бетон самоуплотняется.

Горизонтально-скользящая опалубка

К скользящей опалубке относится такая её разновидность, как горизонтально – скользящая опалубкапредназначенная для возведения монолитных криволинейных вертикальных конструкций – стенок резервуаров, подпорных стенок, цокольных панелей.

В состав такой  опалубки входит механизм перемещения, состоящий из двух тележек и балки. Кроме этого есть жесткий каркас со стойками, который вместе с тележками образует жесткую пространственную раму.

Щиты, как в горизонтально-скользящей опалубке, так и в вертикальной могут быть изготовлены из:

• металла,
• дерева,
• пластика,
• водостойкой фанеры,
• алюминия и других материалов.

Горизонтальная опалубка может быть как самоходной, так и несамоходной.

Её перемещение происходит:

• по рельсам, уложенным вдоль возводимой конструкции,
• с помощью механического привода,
• с помощью электрической лебедки, которая располагается в конце рельсового пути.

При помощи такой опалубки возможно устройство монолитных стен из бетона и железобетона в непрерывном режиме высотой до 6 метров при толщине стены 12-60см.

Щиты опалубки могут перемещаться вдоль возводимой стены по её оси, подниматься по высоте при ярусном бетонировании, поддерживать заданный уклон стен. По вертикали опалубочные щиты перемещаются при помощи электрической лебедки, которая устанавливается на верху конструкции рамы.

На опалубочных щитах имеются консоли, на которые укладывается настил подмостей для рабочих. На настил ведет металлическая лестница. По мере увеличения высоты бетонирования лестница увеличивается путем добавления звеньев.

Возведение зданий в скользящей опалубке возможно только в крупных производственных масштабах, но никак не в частном домостроении. Так как и сама опалубка требует подъемных механизмов для её установки и перемещения, и стоимость скользящей опалубки будет высока для частного застройщика.

Технология заливки бетонной смеси подразумевает непрерывность подачи бетона, что частнику просто невозможно организовать. Поэтому и разговора о монтаже скользящей опалубки своими руками быть не может.

Следующий вид скользящей опалубки предназначается для механизированного устройства кромки тротуаров, бордюров, дорожных покрытий. Эта опалубка устанавливается на самодвижущийся механизм.

При использовании бетоноукладчика со скользящей опалубкой производится укладка бетонной смеси шириной до 16 метров и толщиной укладываемого слоя до 50см.

Такие механизмы незаменимы при строительстве аэродромных площадок, водосточных лотков, пешеходных дорожек и многих других конструкций.

Форма для укладки бетонной смеси при возведении конструкций из бетона и  железобетона называется опалубка. Различают три основных технических решения: съёмная, несъёмная и скользящая.

Требования к опалубке

Опалубочная конструкция любого вида должна соответствовать следующим  требованиям:

1. При наполнении формы смесью не должно быть смещений стенок опалубки, изгибов, трещин, щелей.
2. Крепления формы должны учитывать дополнительные нагрузки при уплотнении бетонной смеси любым способом, в том числе вибрационным.
3. Внутренняя поверхность щитов опалубки должна соответствовать проектным требованиям: быть ровной, гладкой, не иметь неровностей, которые передаются застывшей бетонной конструкции и способны создать трудности при демонтаже.
4. Материалы и способы изготовления опалубочных щитов должны предусматривать возможность повторного использования.

Скользящая опалубка как эффективный метод строительства

Монолитное строительство получило распространение благодаря повышенной скорости возведения объектов. Одновременно с сокращением сроков значительно упрощается технологическая цепочка строительства в сравнении с аналогичными работами штучными материалами. Стоимость строительства объектов из монолитного железобетона существенно ниже идентичных сооружений из других материалов.

Самым сложным, долгим и дорогостоящим этапом монолитного метода в строительстве считается монтаж опалубки. Внедрение технологии скользящей опалубки призвано устранить это слабое звено.

Как работает метод перестановки опалубки без демонтажа

Принцип работы и задачи метода скользящей опалубки  заключаются в обеспечении непрерывности процесса бетонирования.

Цельная опалубочная конструкция монтируется на участке один раз, причём размеры её рассчитываются исходя из индивидуальных условий:

• периметр возводимых стен;
• высота подъёма;
• возможность беспрерывной подачи бетонной смеси;
• удобность доступа к рабочим местам;
• сложность армирования;
• марка бетона и сроки затвердения;
• толщина стены;
• архитектурные и проектные особенности объекта;
• наличие технологических, оконных и прочих проёмов в возводимых стенах.

Бетонная смесь поступает в опалубку, уплотняется. Затем, не дожидаясь полного схватывания нижнего слоя бетона, щиты поднимаются на новую отметку с помощью специальных домкратов. Такой процесс продолжается до полного возведения стены, обеспечивая основные технические преимущества:

• Конструкция опалубки не разбирается, что означает сокращение срока устройства стены или колонны.
• Возводимая стена не имеет швов, что увеличивает прочность и не допускает мостов холода.
• Поверхность стены получается ровной, однородной, готовой к отделочным, облицовочным или утеплительным работам.

Элементы скользящей опалубки

Все элементы скользящей опалубки подбираются индивидуально для возводимого объекта либо ряда типовых сооружений, например, микрорайона на десять и более высотных домов, строящихся по одному проекту:

Щиты ограждения

Одинаковые по всем параметра щиты создают форму для заливки бетонной смеси. На поверхности щитов закреплены элементы усиления прочности опалубки. Сверху конструкции по периметру щитов крепятся рамы для монтажа домкратов со стержнями. Общая конструкция опалубки может состоять из различных щитов, крупных либо мелких. Плюсы мелкощитового варианта в универсальности, несложном переустройстве на другие размеры щитов. Конструкции из крупных щитов целесообразнее использовать при работе с большими объёмами бетона для крупномасштабных  сооружений.

Домкратные стержни

Это стержни из металлической трубы диаметром 25 мм. Соединяют домкрат с опорой при подъёме опалубки. Длина стержней может увеличиваться по принципу наращивания буровых штанг.

 Приспособления и устройства для работы

Настилы монтируются сверху балок и рам, а подмости крепятся к домкратным рамам. Приспособления предназначаются для удобного и безопасного выполнения бетонных, арматурных, наладочных работ.

Синхронный подъём

Домкратное оборудование для подъёма подбирается пропорционально размерам и массе опалубочных конструкции. Домкратные стержни опираются на связанную с фундаментом арматуру. Количество, толщина и расположение стержней также зависит от размеров и веса опалубки.

Основное условие подъёма синхронность работы всех задействованных домкратов, независимо от их вида  (ручные, электрические либо гидравлические).  При невыполнении этого условия возможны  перекосы и деформации.

 Недостатки, дополнительные требования и условия

Применение метода скользящей опалубки полностью оправдывается и даёт значимый экономический эффект только при больших объёмах однотипных монолитных работ.

К недостаткам и необходимым условиям метода можно отнести:

1. Сложность изготовления конструкции подъёма и самих щитов.
2. Высокая стоимость материала и оборудования.
3. Технологическая сложность устройства армирующих каркасов.
4. Усложнение технологии при наличии большого количества проёмов, отверстий и нестандартных элементов.
5. Необходимость бесперебойного электроснабжения.
6. Обеспечение беспрерывных, точно рассчитанных по времени, маркам и объёмам поставок бетонных смесей.
7. Высокая квалификация исполнителей работ.

Выполнение монолитных работ с применением технологий скользящей опалубки строго регламентируется  СНиПами.  Способ считается технологически сложным и небезопасным.

Скользящая опалубка на небольших объектах

Быстрота возведения монолитных железобетонных высотных  зданий способом несъёмной опалубки впечатляет.

Строительные особенности

Индивидуальные застройщики частных малоэтажных домов ищут и пытаются применить аналогичные решения. Это возможно, но с обязательным учётом особенностей такого способа:

• внутренние и внешние щиты опалубки выставляются под уклоном верхней части в 1% между ними, нижняя часть конструкции шире верхней на 1 см при высоте щита до 1,5 м;
• толщина возводимых стен должна быть не менее 12 см, это вызвано возможностью разрыва слоёв бетона при подъёме опалубки,- то есть тяжёлый толстый слой сложнее разорвать;
• внутренняя поверхность опалубочных щитов должна смазываться маслами и их аналогами для снижения трения.

Экономическое обоснование

Но всё же главным обоснованием возможности применения технологии скользящей опалубки при строительстве небольшого дома должен быть точный и всесторонний экономический расчет.

 Стоимость, изготовление

В первую очередь желательно провести сравнительный анализ стоимости  конструкций разборно-съёмной и скользящей.

Материалы, применяемые для их устройства, принципиально не отличаются. Это могут быть:

• дощатые щиты;
• металлические усиленные конструкции;
• щиты из ЦСП, ОСП, влагостойкой фанеры;
• обшитые пластиком с внутренней стороны.

В любом случае при изготовлении требуется точность размеров и профессионализм исполнения.

Расходы на усиление и оборудование

Для щитов, поднимаемых с помощью домкратов, понадобится дополнительное усиление для компенсации воздействия на них при подъёме. Это уже приведёт к увеличению затрат на материалы и работы по изготовлению в 1,5 — 2 раза.

Если добавить стоимость домкратов, домкратных рам и стержней и цену работы по их изготовлению, то стоимость опалубочных конструкций возрастёт ещё, как минимум, вдвое.

Организационная сторона

Сюда можно отнести:

1. наличие необходимого количества рабочих должного профессионального уровня;
2. обеспечение непрерывности цикла бетонных работ.

Невыполнение одного из этих условий снизит эффективность применения технологии скольжения щитов до минимума.

Возвратная стоимость

Не стоит забывать и о возвратной стоимости материалов, или их вторичном использовании после выполнения монолитных работ. Обычные деревянные щиты достаточно прочны, отходы после разборки составят не более 10-15% это для щитов разборно-сборной конструкции. Для скользящей опалубки этот показатель будет вдвое выше. Вторичное использование в этом случае тоже проблематично, так как для использования вновь нужен аналогичный объект. В большинстве случаев домашнего применения технология скользящей опалубки не оправдывает вложенных средств и нецелесообразна. Но в массовом монолитном строительстве это эффективное решение с рядом экономических и технологических преимуществ.

Скользящая опалубка – это подвижная передвижная конструкция, состоящая из двух щитов одинаковых размеров, расположенных параллельно друг другу.

Главной ее отличительной особенностью является передвижение формы с уровня на уровень без предварительной распалубки. Подобное возможно за счет лежащих в основе конструкции гидравлических домкратов.

Данное свойство обеспечивает скользящей опалубке широкую сферу применения. С ее помощью создаются колонны, лифтовые шахты, криволинейные высокие (до 25 м) конструкции (вертикальная скользящая опалубка), а также  водосточные лотки, бордюры и широкие (до 16 м) площадки (горизонтальная передвижная опалубка).

Конструкция

Скользящая опалубка состоит из щитов, балок и домкратов. Вспомогательными, но важными элементами являются домкратные стержни, насосные станции, рабочие площадки для рабочих и домкратные рамы.

Преимущества передвижной оснастки

•     Высокие темпы строительства и, как следствие, сокращение затрат на 15- 25%.
•     Возможность менять характеристики опалубки непосредственно во время производства работ, благодаря чему можно создавать сложные по конфигурации конструкции. Это позволяет реализовывать самые разные, в том числе смелые, архитектурные проекты.

Недостатки скользящей опалубки

•     Высокие требования к квалификации персонала.
•     Повышение стоимости работ в зимний период. Впрочем, это недостаток монолитного строительства в целом. Требовательность бетона к условиям его созревания предполагает использование вспомогательных средств. Таких как специальные присадки или трансформаторы для подогрева. С другой стороны, их использование позволяет вести бетонные работы круглогодично и не терять деньги из-за простоя.

Самые известные примеры использования скользящей опалубки

Несмотря на некоторые упомянутые нами недостатки, в целом, технологии монолитного строительства вообще и использование скользящей опалубки в частности относятся к одному из самых прогрессивных и передовых методов, который широко распространен в мире.

Одним из самых впечатляющих примеров использования передвижной опалубки является, например, сооружение норвежской нефтедобывающей платформы. Там периметр стен и диафрагм был равен двум километрам (суммарно)! Для передвижения щитов строители использовали тысячу гидравлических домкратов!

Впрочем, внушительные объемы одновременного строительства далеко не единственное преимущество описываемой технологии. В числе прочих следует назвать и возможность сооружать конструкции под наклоном. Именно так с помощью скользящей опалубки было построено, к примеру, здание солнечных часов в Диснейленде во Флориде. Особенностью этой постройки является именно наклон стен –  от 11 до 5 градусов. Не меньше впечатляет и другой пример – выставочный павильона ЭКСПО-92 (г. Севилья). Там угол наклона стен уже 15 градусов. Стоит ли упоминать, что и этого удалось добиться благодаря использованию описываемой оснастки?