Возведение монолитных стеновых конструкций

Большинство зданий и сооружений возводят с применением монолитного бетона. Монолит возводят на стройплощадке, они могут быть бетонные и ж/б. из монолитного бетона эффективно сооружать массивные фундаменты и сложное энергетическое оборудование, ЛЕК, тяжелые несущие конструкции(стены, колонны, балки), стены зданий сложного сечения (резервуары, бассейны), сложные арочные и сводчатые(тоннельные сооружения) и наиболее эффективно их применять в районах повышенной сейсмичности.

Возведение монолитных конструкций включает несколько технологических процессов:

1. Заготовительные( изготовление опалубки, арматуры, бетонной смеси)

2. Транспортный- доставка всего перечисленного выше к месту работы

3. Монолитные- установку опалубки и арматуры, устройства поддерживающих лессов, подача, укладка уплотнение бетонной смеси, уход за бетоном, распалубка и отделка конструкции.

Каждый вид этих технологических процессов взаимосвязан, зависит друг от друга и выполняется в строго определенной последовательности. В соответствии с этим каждая операция нормируется-занимает определенный вр., от которого зависит весь процесс в целом. Т.о монолитные работы представляют комплекс, состоящий из 3 работ: опалубочные, арматурные и бетонные.

Наиболее трудоемкими являются опалубочные работы, которые составляют 50 % работ при возведении монолитных конструкций.

Опалубочные работы

Опалубка- форма для укладки и уплотнения бетонной смеси, которая должна обеспечить заданные проектные размеры и качество лицевой поверхности(бетонируемой поверхности). В этой форме бетонную смесь выдерживают до затвердевания, следовательно, опалубка должна обладать требуемой жесткостью и устойчивостью.

В основном это щиты, а также поддерживающие и крепежные элементы.

Важное значение приобретает оборачиваемость форм, т.е возможность многократного использования форм, которые зависят от материала опалубки.

Рисунок

Классификация опалубки:

1. По виду материала: деревянная(10-15 циклов), металлическая(не менее 100 циклов), фанерная (одноразовая), пластмассовая( до 100 циклов), комбинированные

2. По признаку повторного использования: инвентарные(оборачиваемые), индивидуальные (необорачиваемые)

3. По виду изготовления конструкции опалубки:

-несъемная (остается в теле бетона после окончания работ)

-разборно-щитовая (мелкие или крупные щиты+чертежные элементы)

-переставная(разъемная или подъемная)

-скользящая(непрерывно перемещается по вертикали с помощью домкратов)

-катучая- перемещающаяся по горизонтали на катках или полозьях

-объемная, состоит из секций различной конфигурации (уголок, тавор, швеллер)

-пневматическая(надувная)

-термоопалубка

Несъемная обалубка является многофункциональной, т.к она в начале служит формой, а затем, оставаясь в теле бетона может выполнять др.функции.

Разборно-щитовая является универсальной и применяется для создания любых форм конструкций, а также для многоразового использования. Состоит из щитов, соединительных и крепежных элементов.

Переставная- собирают из отдельных унифицированных блоков и переставляют с места на место.

Скользящая- используют при возведении объектов с вертикальными стенами и постоянным сечением в плане. Во время бетонирования ее поднимают по стержням, выступающим из стены при помощи домкратов. Подъем осуществляется на высоту этажа.

Катучие- применяется при строительстве сооружений постоянного поперечного сечения(тоннели), перемещающиеся на катках или по рельсам с помощью механических лебедок.

Пневматическая- является надувной, применяют при строительстве свода тоннеля. Свернутую в рулон оболочку настилают на подготовленное основание., закрепляют и с помощью вентиляторов нагнетают внутрь воздух. В процессе бетонирования и затвердевания бетона в опалубке поддерживают постоянное давление для сохранения форм, после отвердения воздух выпускается и конструкция освобождается от опалубки.

Греющая- включает в состав опалубки электронагревательные элементы. При данном виде опалубка для улучшения сцепления поверхности опалубки с бетоном. Для этого используют гидрофобизирующие добавки или смазывающие вещества(как правило светлого цвета). Оборачиваемость=30 циклов. Щиты могут быть из одного или нескольких материалов: деревянные, металлические, стеклопластиковые и т.д. поддерживающие конструкции могут быть из круглого лесса, металла, труб и т.д. крепежные элементы-это сталь. Рабочие настилы и подмости-дерево, металл.

Организация опалубочных работ

Зависит от типа опалубки вида бетонируемой конструкции, применяемых средств механизации.

В общем случае выполняют следующие работы для установки опалубочных форм:

1. Определяют проектное положение опалубки по геодезическим данным с учетом разбивочных осей

2. Выполняют согласно чертежам элементы опалубки

3. Монтаж опалубки

4. Выполняют крепление и поддержание лесса

5. Укладывают арматуру

6. Укладывают бетонную смесь и уплотняют

7. Распалубка, съем опалубки.

5 и 6 в опалубочные работы не входят.

По забетонированным конструкциям разрешается передвижение людей, опалубки, установка лессов для вышележащих этажей разрешается не ранее, чем прочность опалубки достигнутая 1,5 МПа. После достижения бетоном опалубочной прочности можно опалубки разбирать и перемещать. Если опалубки изготавливаются из древесины, то обязательно контролируется влажность древесины: не более 18%, зазор между щитами опалубки не более 2 мм.

Организация арматурных работ

Для армирования монолитных конструкций применяют различные виды арматуры. Арматура- совокупность стальных стержней и сеток скрепленных между собой с помощью сварки, которые образуют различные каркасы. Арматуру располагают в растянутой зоне конструкции и она служит для повышения несущей способности элементов.

Классификация арматуры

1. По внешнему виду: гладкая, периодического профиля

2. В зависимости от сортамента: гибкая( стержни, проволока), жесткая( тавры, двутавры, швеллеры)

3. По назначению

· Рабочая, воспринимающая усилия в конструкции

· Распределительная, обеспечивающая совместную работу всех арматурных элементов

· Монтажная, для сборки элементов(закладные детали, петли)

· Хомуты- предназначены воспринимать поперечные усилия от крепления арматурного каркаса

4. По условиям работы: ненапрягаемая, напрягаемая

5. По способу изготовления: горячекатаная, холодной обработки

Стержневая арматура поступает на стройплощадку в пакетах длиной от 6-12 м и d=8-40 мм и проволока в бухтах d от 3-12 мм. Для ускорения арматурных работ предусматривается поставка спец.заводами на стройплощадку доставлять арматурные п/л фабрикаты в виде сеток. Пряди-высокопрочная проволока d=1,5-5 мм, скрученная по 3, по 7 или по 19 проволочек.

Канаты – К 2*7 К 2*19

К 3*7 К 3*19

Используется при возведении куполообразных конструкций в мостостроении.

Изготовление ненапрягаемой арматуры на стройплощадке

Арматурные работы включают следующие операции: чистку, отмеривание, резку, изгиб, сварку. Все эти операции выполняются на правильно-отрезных станках с последующей сваркой на одно или многоточечных машинах.

Арматурная сталь от 16 до 40 мм называется тяжелой. Ее обрабатывают и режут с помощью прессножниц, действующих по принципу дильетины. Тяжелая арматура- дорогостоящая, поэтому ее заготавливают по безотходной технологии с использованием стыковой сварки. В начале стержни сваривают в непрерывную нить, а затем режут на стержни заданной длины.

Сварка-процесс получения неразъемных соединений путем установления межатомных связей, между свариваемыми частями при их нагреве до температуры плавления. В зависимости от расположения свариваемых частей различают следующие виды сварных соединений:

· Встыковая сварка- концы стержней зажимают в машине, включают эл. Ток, выступы расплавляются и их приводят в соприкосновение, а плавленую поверхность потом выравнивают

· Точечная( ручная и механическая). Используется для образования крестообразных пересечений в арматурных каркасах

· Внахлест- для изготовления закладных деталей.

Рисунок

Изгиб арматуры выполняют на гибочных машинах- это вращающийся диск с центральными, упорными и гибочными пальцами.

Рисунок

Одновременно можно загибать несколько стержней. При вращении диска, гибочный палец сгибает стержни вокруг центрально пальца, а упорный не дает перемещаться арматурному стержню.

Монтаж ненапрягаемой арматуры

Арматурные объекты на стройплощадке состоят из следующих операций:

1. Укрупненная сборка сеток и каркасов

2. Монтаж каркасов в опалубке

3. Обеспечение толщины защитного слоя бетона между арматурной опалубкой.

Сборку укрупненных каркасов осуществляют на специальных постах- кондукторах. Толщина защитного слоя 10-30 мм обеспечивается при помощи фиксаторов, которые устанавливаются непосредственно на арматурный каркас, может быть деревянный, металлический пластмассовые различной конфигурации.

Монтаж арматурных элементов массой до 100 кг монтируют вручную, более 100 при помощи крана. В арматурных работах контролируют геометрические размеры, класс, арматурную толщину защитного слоя.

Изготовление напрягаемой арматуры

Применяется при строительстве сооружения цилиндрического профиля: резервуары, силосы, башни. Для предварительного напряжения ж/б конструкций в условиях стройплощадки применяется арматура в виде пучков, прядей, канатов и высокопрочной проволоки. Напр.арматуру изготавливают непосредственно на з-дох металлоизделий. Отличие напрягаемой от ненапрягаемой в устройстве анкорных креплений. Арматурные пучки, пряди, канаты собираются т.о, что один конец запрессовывается в гильзу, на конце которой делается резьба и навинчивается гайка.

Рисунок

На стройплощадке предварительно напряжение выполняют для передачи усилий на затвердевший бетон с целью повышения трещиностойкости, увеличивается ее несущие способности и экономии металла. Для того чтобы произвести напряжение в бетонной конструкции накладываются каналы. В качестве каналообразователей используются трубы(металлические или резиновые). Натягивают арматуру механическим путем, применяют домкраты или нагибочные машины.

Домкраты- арматуру натягивают через каналы в теле конструкции, концы арматуры захватывают штоком домкрата и при рабочем ходе домкрата происходит напряжение. Арматуру натягивают до усиление на 10% больше проектного, затем снижают до проектного и закрепляют анкерные концы, контролируя концы манометром. После окончания натяжения арматура приступают к инъецированию каналов цементным раствором при помощи растворонасоса. После затвердевания анкерные концы обрезают, арматура сжимается, тем самым обжимая бетон близлежащих слоев.

Набивочные машины- при возведении стен цилиндрического сооружения большого диаметра. Напряжение обеспечивается в следствие разности скоростей набивочные машины и устройства подачи арматуры. После натяжения арматуры наносят защитный слой методом торкретирования( жесткий мелкозернистый бетон наносится методом удара).

V1>V2

V1- скорость наливочной машины

V2-скорость протяжного механизма

рисунок

все арматурочные работы относятся к скрытым и приемка их оформляется актом.

Бетонные работы

После установки опалубки и арматуры выполняют бетонные работы, которые включают:

· Доставку и приготовление бетонной смеси

· Подача, укладка и уплотнение бетонной смеси

· Уход за бетоном

Бетонную смесь или раствор в основном готовят на специализированных бетонных заводах и доставляют на стройплощадку автосамосвалами, бетоновозами или в бадьях на расстоянии не более 25 км. Для сохранения технологических свойств в бетонную смесь и раствора надо выполнять след правила:

· Не увеличивать расстояние перевоз не более 25 км, т.к происходит расслоение смеси

· Высота свободного падения при выгрузке не должна превышать 1 м

· Бетононасосами следует подавать смесь вертикально-ступенчато, на высоту не более 80 м, а по горизонтали не более 300м, при использовании бетононасосов в начале пропускают так называемую, пусковую смесь для образования смазочного слоя на внутренней поверхности трубопровода

· Рабочую смесь после пуска подают непрерывно, во избежание образования пробок, во избежание схватывания цемента.

После укладки бетонной смеси ее уплотняют. От качества уплотнения зависят основные свойства затвердевшего бетона: прочность, плотность, водонепроницаемость.

Наиболее распространенным методом является виброуплотнение(поверхостное или глубинное). При глубинном способе используют глубинные вибраторы в виде металлического стержня с гибким приводом. Поверхностное вибрирование-при помощи навесных вибраторов снаружи на опалубки. Наружные вибраторы крепятся в шахматном порядке, чтобы не происходило гашение вибрации. После окончания вибрации(уплотнения) лицевую поверхность заглаживают и приводят в надлежащий вид и подвергают нормальному твердению (28 суток) или ускоренному( с ТВО).

Бетонирование массивов осуществляют послойно: слой 40 см, бетонирование последующих слоев ведут при наборе нижним слоем прочности 1,5 МПа.

Особенности бетонирования в условиях жаркого климата

В условиях жаркого климата необходимо обеспечивать нормальный влажностный режим твердения свежеотформовочного бетона. Избыток водя при интенсивном испарении приводит к увеличению пористости цементного камня и снижению прочности. Недостаток влаги ведет к затуханию химических реакций, следовательно надо предохранять бетон от преждевременного высыхания, поэтому бетонную поверхность поливают водой, укладывая влажными опилками накрывая брезентом в первые 2ое суток. Широко используется метод термоса.

Бетонирование в зимнее время года

Для нормального твердения бетона оптимально температурой является 20+-2 градуса и влажность не менее 60%. Когда температура 5 градусов и менее необходимо применять спец технологию производства бетонных работ. Т.к при низких температурах процесс схватывания и твердения бетона прекращается, т.к происходит замерзание водя, в результате чего прекращаются хим реакции. Кроме того вода превращается в лед, увеличивается в объеме на 9%, что вызывает растрескивание структуры бетона и различные деструктивные процессы. Если бетон до замерзания воды набрал 30-405 прочности, то деструктивные процессы ему не опасны.

Прочность, после набора которой, дальнейшее воздействие замерзания не изменяет физических характеристик бетона называется критической и = 5МПа. Для организации работ в зимнее время используют след приемы:

· Ускорение твердение бетона;

· Введение химических противоморозн. добавок;

· Разогрев воды и зап-лей до температуры 40-60 град.

Для ускорения процессов твердения бетонов широко используются различные виды конструкций-тепляки.

1. Безобогревный (м-д термоса)-повышенная тем-ра воды и зап-лей до 40-60град. Тогда тепло, внесенное составными частями бет.смеси + внутренние экзотермические процессы твердения (тем-ра 25-35 град.)

2. Электропрогрев- широко распр.

3. Паровые рубашки – очень дорогой и используется редко. Поверхность опалубки устр-ся кожух из стальных листов. Он д/б герметичным. В зазор м/ж опалубкой и стальным листом подается разогретый пар отсюда следует эффект паровой рубашки.

4. Инфракрасное излучение – специальные разогревательные установки, тоже дорого.

5. Индукционный прогрев. Основан на использовании э/м поля как составляющей переменного тока. Применяют для густо армированных конструкций, когда армат-ный каркас становится как бы сердечником катушки, а основная опалубка самой катушкой, и в них начигнает циркулировать индукционные токи.

Специальные методы возведения монолитных консрукций.

· Торкретирование

· Набрызг - бетон

· Вакуумирование

· Подводное бетонирование

Торкретирование – нанесение на поверхность изделияр-ра или бетона под давлением сжатогог воздуха от 0,15 до 0,2 МПа. Тоже самое под давлением 0,35 МПа – называется набрызг –бетон. Торкретирование -создается наружн. водонепроницаемый слой в гидротехнич. сооружений; при бетонир. сооруж. (купола, оболочки), устранение дефектов бетонирования. При ремонте старых , начавших корродировать поверхностей ж/б сооружений. Торкретирование может быть как в опалубке так и без неё. Торкрет. Установка состоит из цементной пушки, сост-й из шлузовой и рабочей камеры, компрессора, очистителя воздуха, ёмкость для воды, форсунка и шланги.

рисунок

в начале приготовления сухая бетонная смесь подается в шлюзовую камеру пушки, туда же компрессором подается сжатый воздух, который продавливается бетонную смесь сначала в рабочую камеру, а потом к форсунке. Вода под давлением больше чем сжатый воздух также подается к форсунке. Смесь смачивается и струя бетонного раствора вылетает в виде факела со скоростью 120-140 м/с и с большой силой при помощи удара набрызгивается на поверхность в 1 или несколько слоев. Если раствор наносится, то минимальный слой 25 мм толщина 1 слоя, если бетонная смесь, то по горизонтальной поверхности-50 мм, по вертикальной-70 мм.

Преимущества- повышеннаяплотность, водонепроницаемость, морозостойкость и коррозостойкость. Прочность на сжатие и расжатие увеличивается в 2 раза. В торкрет.бетон применяется быстротвердеющий цемент марки не ниже 400, песок 2ух фракции от 1 до 3 и 8 мм и щебень следует крупностью не более 10 мм. Наружная поверхность торкретного слоя наносится сразу после нанесения до затвердевания, накрывается брезентом и первые сутки поливается водой. Обязательный контроль кубиков на сжатие и водонепроницаемость.

Вакуумирование- применяется для мех.удаления излишнего количества воды и воздуха из свежеуложенной бетонной смеси при помощи разряженного воздуха. Применяются для:-увеличения плотности, прочности, газо-и водонепроницаемости, для увеличения сопротивляемости истиранию, для ускорения процесса распалубки конструкций и как следствие увеличивается оборачиваемость опалубки. Толщина слоя не менее 30 см.

Технология процесса: на забетонированную поверхность укладываются перфорированные щиты, которые подключены к вакуум-насосу. При включении насоса образуется вакуум и из смеси относится лишняя вода и воздух, которые направляются в водосборник. Продолжительность процесса толщиной слоя 30 см=2 часа. Подводное бетонирование- укладка бетона водой без производства водоотливных работ. Методы:перемещение вертикальной обсадной трубы_метод восходящего раствора.