Основы строительных технологий

Наиболее распространенные пружинные вибромолоты следующим образом. Вибровозбудитель при вращении валов с дебалансами в противоположных направлениях совершает периодические колебания. Когда зазор между ударником вибровозбудителя и сваей меньше амплитуды колебаний вибровозбудителя, ударник периодически ударяет по наковальне наголовника сваи.

Вибромолоты могут самонастраиваться, т, е. увеличивать энергию удара с повышением сопротивления грунта погружению свай.

Масса ударной части (вибровозбудителя) вибромолота применительно к погружению железобетонных свай должна быть не менее 50% массы сваи и составлять 650...1350 кг.

Погружение свай методом статического вдавливания может использоваться на любых типах грунтов, кроме скального, что является одним из преимуществ этого оборудования. Кроме того, установка для вдавливания свай имеет очень низкий уровень шума, а также не производит вибраций, которые могут повредить фундаменты находящихся рядом со строительной площадкой зданий. Это обстоятельство, а также то, что эта техника, несмотря на свои довольно внушительные габариты, обладает высокой маневренностью, обуславливает возможность ее применения в условиях плотной городской застройки.

Что касается глубины погружения, то она может составлять более 40 метров. 



36. Устройства свайных фундаментов в вечномерзлых и сезонно-мерзлых грунтах

В зимних условиях слой мерзлого грунта толщиной до 30 см стержневая свая пробивает под воздействием дизель-молота с ударной частью массой не менее 1,8 т. При большей толщине мерзлого слоя для устройства свай протаивают лунки электро- или паропрогревом или пробуривают скважины диаметром, близким к диаметру сваи. В вечномерзлых грунтах предусматривают обязательное смерзание свай с монолитом мерзлого грунта на все время эксплуатации сооружения. Забивка свай в вечномерзлый грунт практически невозможна; для их погружения устраивают скважины, используя механические, тепловые или комбинированные способы бурения. Наиболее эффективна проходка паровым вибролидером, который оттаивает грунт только в пределах коронки трубы вибролидера и под воздействием вибропогружателя легко проходит практически любые грунты. По способу погружения различают три вида свай: буроопускные, опускные и бурозабивные. Буроопускные погружают в заполненные грунтовым раствором скважины, диаметр которых на 5 см превышает наибольший размер сечения сваи. Их применяют как в твердомерзлых (температура которых ниже минус 1,5 °С), так и в пластичномерзлых грунтах (температура до минус 1,5). Опускные сваи применяют только в твердомерзлых грунтах, так как скважина, пробуриваемая паровой иглой, нарушает большой объем мерзлого грунта и поэтому процесс смерзания свай с монолитом замедляется. Бурозабивные сваи применяют только в пластичномерзлых грунтах. Для их устройства бурят механическим способом скважины, диаметр которых на 1...2 см меньше наименьшего размера сечения сваи. Забивать сваи можно любым способом на глубину пробуренной скважины.Для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии устраивают продуваемые подполья, каналы и специальные охлаждающие установки. Наиболее эффективны трубчатые жидкостные и парожидкостные установки, которые помещают в специальные скважины, пробуренные рядом с фундаментами.

37. Виды набивных свай. Устройство набивных свай с вытрамбованным уширением

В настоящее время применяют различные виды набивных свай: пневмонабивные, частотрамбованные, вибронабивные, грунтовые, цементно-грунтовые, камуфлетные, ударно-штампованные, винтонабивные, корневидные, сваи-инъекторы, микросваи и др. 

а - бетонная; б - железобетонная цилиндрическая; в - коническая; г - с профилированной поверхностью; д - с одним уширением; е - с несколькими уширениями; ж - с камуфлетным уширением; з - комбинированная камуфлетная; и - в железобетонной оболочке; к - корневидные сваи

Вытрамбованные сваи используют в сухих связанных грунтах. В пробуренную скважину с помощью вибропогружателя, закрепленного на экскаваторе, погружают до проектной отметки стальную обсадную трубу, имеющую на конце съемный железобетонный башмак. Полость трубы заполняют на 0,8...1,0 м бетонной смесью, уплотняют ее с помощью специальной трамбующей штанги, подвешенной к вибропогружателю (рис. 6.20). В результате башмак вместе с бетонной смесью вдавливается в грунт, при этом образуется уширенная пята. Обсадная труба заполняется бетонной смесью порциями с постоянным уплотнением. По мере заполнения скважины бетонной смесью осуществляется подъем обсадной трубы экскаватором при работающем вибропогружателе, который значительно снижает адгезию трубы с бетоном в процессе ее извлечения.

а - образование скважины, 6 - укладка первой порции бетонной смеси; в - уплотнение бетонной смеси трамбующей штангой, жестко соединенной с вибропогружателем; г - укладка и уплотнение последующих слоев бетонной смеси; д -- извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса в голове сваи

38. Виды набивных свай. Устройство набивных свай с разрушенным уширением

В настоящее время применяют различные виды набивных свай: пневмонабивные, частотрамбованные, вибронабивные, грунтовые, цементно-грунтовые, камуфлетные, ударно-штампованные, винтонабивные, корневидные, сваи-инъекторы, микросваи и др. 

Для образования уширения скважины диаметром до 3 м. Нож раскрывается гидравлическим механизмом, управляемым с поверхности земли. При ^вращении штанги ножи срезают грунт, который попадает в бадью, расположенную над расширителем.

а - бетонная; б - железобетонная цилиндрическая; в - коническая; г - с профилированной поверхностью; д - с одним уширением; е - с несколькими уширениями; ж - с камуфлетным уширением; з - комбинированная камуфлетная; и - в железобетонной оболочке; к - корневидные сваи

За несколько операции срезания ножами грунта и извлечения его на поверхность в грунте образуется уширенная полость. В скважину подают глинистый раствор из бентокитовых тин, который непрерывно циркулирует и обеспечивает устойчивость стенок скважины. При устройстве уширений разбуривание полости осуществляют одновременно с подачей в скважину свежего глинистого раствора до полной замены раствора, загрязненного грунтом. После завершения бурения скважины на проектную глубину буровую колонку с уширителем извлекают, в скважину устанавливают арматурный каркас. Бетонирование ведут методом вертикально перемещающейся трубы, когда одновременно в трубу подают бетонную смесь и поднимают ее. Бетонная смесь, соприкасаясь с вязким глинистым раствором, не снижает своей прочности, цементное вяжущее из смеси не вымывается. Бетонная смесь выжимает глинистый раствор вверх по трубе и через зазор между трубой и скважиной. Нижний конец бетонолитной трубы должен быть постоянно заглублен в бетонную смесь на глубину порядка 2 м; бетонирование осуществляют непрерывно, чтобы не возникали прослойки глинистого раствора в бетоне.

а -- положение уширителя во время разбуривания скважины; б -- то же, в процессе разбуривания полости; 1 -- грунто-сборник; 2 -- режущие ножи; 3 - скважина; 4 -- штанга; 5 -- уширенная полость

39. Виды набивных свай. Устройство набивных свай с камуфлетным уширением

В настоящее время применяют различные виды набивных свай: пневмонабивные, частотрамбованные, вибронабивные, грунтовые, цементно-грунтовые, камуфлетные, ударно-штампованные, винтонабивные, корневидные, сваи-инъекторы, микросваи и др. 

а - бетонная; б - железобетонная цилиндрическая; в - коническая; г - с профилированной поверхностью; д - с одним уширением; е - с несколькими уширениями; ж - с камуфлетным уширением; з - комбинированная камуфлетная; и - в железобетонной оболочке; к - корневидные сваи

Принцип устройства сваи с камуфлетной пятой сводится вкратце к следующему. Бурят скважину, затем в обсадную трубу опускают заряд и заливают бетон. Когда труба оказывается заполненной литым бетоном, ее приподнимают на 1-1,5 м и производят взрыв. В результате взрыва в грунте образуется камуфлет (замкнутая полость). Бетон сползает в полость и заполняет ее. Тем временем обсадную трубу постепенно извлекают из грунта, одновременно бетонируя верхнюю часть ствола сваи.

а -- опускание заряда и заполнение скважины бетонной смесью; б -- подъем бетоно-литной трубы и образование уширенной пяты взрывом; в - готовая набивная свая с камуфлетным уширением; 1 - заряд; 2 - провод к подрывной машине; 3 - обсадная труба; 4 - приевшая воронка; J -- бетонная смесь; б -- бадья с бетонной смесью; 7 -- уширенная пята; 8 - арматурный каркас

40. Контроль качества свайных фундаментов. Проверка несущей способности

От качества выполнения свайных работ зависит несущая способность фундаментов, что имеет важнейшее значение для сохранения эксплуатационных качеств здания и его долговечности. При контроле качества свайных работ необходимо иметь в виду, что они относятся к скрытым работам. При выполнении работ необходимо тщательно соблюдать требования СНиП 3.02.01--83 и обязательно вести журналы выполнения свайных работ по установленным формам. При приемке свайных фундаментов необходимо строго следить за соблюдением геометрических размеров конструктивных элементов, за правильностью погружения и изготовления свай. При геодезической разбивке свайных и шпунтовых рядов отклонения разбивочных осей от проектных не должны превышать 1 см на каждые 100 м ряда. Для забивных свай и оболочек длиной 10 м, диаметром до 60 см допустимое отклонение в плане при однорядном расположении не должно превышать 0,2d, при расположении свай в 2 и 3 ряда в лентах и кустах -- 0,3d, где d -- диаметр круглой сваи или максимальный размер ее поперечного сечения. На сваях для контроля глубины погружения делают разметку по длине, начиная от нижнего конца. Первые риски наносят через 1 м, затем через 0,5 м , а в верхней части -- через 10 см. Первые удары по свае выполняют с малой высоты -- до 0,5 м, пока свая не получит правильного направления. Затем силу удара молота постепенно увеличивают до максимальной. В процессе забивки свай в журнале регистрируют все условия погружения и отказ, замеренный в трех последовательных залогах. Сваи, давшие проектный отказ, не дойдя до проектной отметки, обследуют и по согласованию с проектной организацией либо продолжают погружать, либо дополнительно погружают сваи-дублеры во вновь назначенных местах.Основное требование качественной забивки свай -- обеспечение проектной несущей способности, контроль за которой осуществляется динамическими и статическими испытаниями свай. Испытание свай динамической нагрузкой производят при забивке пробных свай или при приемке законченных свайных работ. Испытания проводят, как правило, тем же оборудованием, что и производственную забивку. При динамическом способе несущую способность определяют в зависимости от величины отказа (величины погружения сваи от одного удара) При погружении свай вибропогружателями отказ определяют как величину погружения сваи за одну минуту. Отказы лучше всего определять с помощью отказомеров. В настоящее время существует много конструкций отказомеров. Наиболее простым по принципу действия является автоматический суммирующий отказомер, состоящий из храповой линейки, вдоль которой перемещается указатель отказов. При погружении сваи в грунт один из указателей движется вниз и показывает на мерной линейке суммарное значение остаточного отказа. При обратном движении сваи за счет упругих свойств грунта второй указатель перемещается вверх и показывает на линейке суммарное значение упругого отказа. Отказ определяют как среднюю величину после замера погружения от десяти ударов. Серию ударов, выполняемых для замера средней величины отказа, называют залогом. Если средний отказ в трех последовательных залогах не превышает расчетного, процесс забивки сваи считают законченным. Все измерения отказа сваи, ее номер, сведения о ходе погружения, данные об условиях работы молотов и вибропогружателей заносят в журнал

41. ТБ при выполнении свайных работ

Нормирование свайных работ производят по ЕНиР в зависимости от фактической продолжительности погружения свай в грунт, которую определяют пробным погружением свай в тех же условиях, в которых будут производиться все свайные работы. Продолжительность погружения сваи считают с момента первого удара молота по свае или с момента включения вибропогружателя до полного ее погружения. Все перерывы в работе молота или вибропогружателя в замер времени не включаются. За расчетное нормативное время погружения сваи принимают среднее арифметическое значение величин, полученных при пробном погружении пяти свай.

Результаты пробных погружений свай оформляют актом, без которого нормирование свайных работ запрещается. Пробные сваи рекомендуется погружать на том месте, которое предусмотрено проектом для устройства постоянных свай.

Приемку свайных работ производят на основании записей в журнале производства работ, форма которого приведена в СНиП Ш-9-74 для каждого вида свай и шпунтовых ограждений. В журнале записывают все данные, отражающие процесс и условия погружения и изготовления каждой сваи.

Приемочная комиссия осматривает выполненные работы в натуре и проверяет соответствие их проекту и техническим условиям. Срезать под проектную отметку головы деревянных свай и разбивать головы железобетонных свай до их приемки не допускается.

Основными требованиями техники безопасности при производстве свайных работ являются следующие.

Монтаж копра нужно производить под руководством механика и мастера. Копер должен иметь ограничитель подъема и надпись на раме с указанием допустимой предельной массы поднимаемых молота и сваи. Подтаскивать сваи копровой лебедкой разрешается только через отводной блок, закрепленный у основания копра. Стальные канаты и такелажные приспособления должны соответствовать требованиям Госгортехнадзора.

Передвижку копра высотой более 10 м производят в присутствии мастера или производителя работ с обязательным удержанием копра растяжками, со спущенным вниз молотом и выключенными паровоздушными шлангами. Шланги, подводящие пар или сжатый воздух, испытывают на давление, превышающее рабочее в 2 раза. До начала работ и не менее двух раз в смену тщательно проверяют состояние вибропогружателя: его болтовых соединений, сварных швов наголовника, соединений электропроводов и других деталей.

Перед началом работы молота или вибропогружателя должен подаваться сигнал. Во время перерывов в работе молот и вибропогружатель нужно опустить и закрепить за стрелы копра.

42. Назначение и виды опалубок. Виды и применение неинвентарных опалубок

Опалубка - временная конструкция, предназначенная для

придания будущей монолитной конструкции требуемой формы

и геометрических размеров. Основным элементом опалубки является опалубочный щит.

Опалубка состоит из собственно формы (опалубочных щитов), крепежных устройств и поддерживающих элементов. Опалубка должна обладать следующими основными качествами: прочностью, жесткостью, геометрической неизменяемостью формы под воздействием нагрузок, способностью обеспечивать требуемое качество поверхности бетона, технологичностью сборки и разборки. Опалубка должна изготовляться в соответствии с требованиями ГОСТ 23478_79 «Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие технические требования».

По конструктивным признакам опалубка подразделяется на следующие типы:

разборно-переставная /мелкощитовая и крупнощитовая/;

крупноблочная;

объемно-переставная вертикально извлекаемая;

горизонтально-перемещаемая (катучая);

скользящая;

пневматическая;

несъемная.

Мелкощитовую опалубку устанавливают вручную два плотника. Масса элемента этой опалубки -- до 70 кг. Щиты опалубки изготовляют из обрезных или полуобрезных досок толщиной 19...25 и шириной 150 мм на сшивных планках. Днища опалубки балок и прогонов выполняют из досок толщиной 35...40 мм. Обрезные доски рекомендуется сплачивать в шпунт или четверть, а торцы досок палубы защищать стальными уголками. Щиты опалубки изготовляют также из стального листа, водостойкой фанеры толщиной 12... ...16 мм и длиной до 1500 мм или стеклопластика. Хомуты делают из полосовой стали или деревянных брусков.

Крупнощитовую опалубку устанавливают и разбирают краном. Масса элемента опалубки -- крупноразмерной панели, цельной или собранной из унифицированных щитов (металлических, деревянных или комбинированных),-- достигает 500 кг.

Примером крупнощитовой опалубки могут служить разработанные ЦНИЙОМТП Госстроя СССР унифицированная комбинированная опалубка (УК.О) и унифицированная стальная опалубка (УСО) типа «Монолит», рассчитанные на 100--300-кратную оборачиваемость

Щит опалубки У КО состоит из 23-миллиметровых строганых досок, собранных в шпунт. Его крепят к каркасу из уголков (63 X 40 X 4), имеющему ребра жесткости. Торцы досок защищены уголками (20 X 20 X 3). Высота щитов -- 300, 400, 500 и 600 мм, длина -- 1200, 1300 и 2000 мм.

Блок-формы представляют собой пространственные конструкции, воспроизводящие внутренними поверхностями форму бетонируемого сооружения: фундамента, подколонника и пр. Блок опалубки собирают из стальных щитов на разъемных или шарнирных крепежных деталях. Блоки большой массы монтируют и демонтируют краном.

В зависимости от материалов, из которых изготовлена опалубка (кроме пневматической и несъемной), она может быть: металлической, деревянной, пластмассовой, комбинированной.

Различают унифицированную опалубку, состоящую из щитов различных типоразмеров с инвентарными креплениями и поддерживающими устройствами, и стационарную /неинвентарную/ опалубку, изготавливаемую и устанавливаемую на месте. Неинвентарная опалубка применяется для опалубочных форм нетиповых конструкций и деталей.

Классификация опалубки:

· По разборности: несъёмная и съёмная опалубки

· По назначению: опалубка перекрытий, опалубка стен, опалубка лифтовых шахт, опалубка колонн, опалубка фундаментов

· По материалу: деревянная опалубка, алюминиевая опалубка, стальная, опалубка из фанеры, опалубка из полистирола

· По конструкции: рамная опалубка, балочная, туннельная опалубка.

Виды и применение неинвентарных опалубок

Существует 2 вида неинвентарных опалубок:

· Индивидуальная опалубка- применяется для отдельных неповторяющихся сооружений, таких, как оболочки, пролетные строения мостов, сложные фундаменты под технологическое и энергетическое оборудование и т. д. Несмотря на индивидуальный характер проектирования, в ее конструкции должно быть предусмотрено максимальное количество элементов инвентарных опалубочных систем (щитов, крепежно-выверочных устройств и т. д.).

· Несъёмная- блоки или панели из различных материалов, которые монтируются в единую опалубочную конструкцию - форму для укладки монолитного армированного бетона. Ускоряет и упрощает строительство за счёт объединения нескольких операций в одном технологическом цикле (несущая стена с нужным сопротивлением теплопередаче возводится за один технологический цикл). Несъёмная опалубка после схватывания в ней бетона становится функциональной частью конструкции готовой стены.

43. Применение и конструкция разборно-переставных и объемно-переставных опалубок,катучей, скользящей и греющей опалубок

· Разборно-переставная опалубка

Разборно-переставную опалубку применяют при возведении массивов, фундаментов, колонн, балок, прогонов, рам, плит, стен, бункеров, арок и т. д. Технологический процесс устройства опалубки состоит в следующем. Щиты опалубки или собранные из них крупные опалубочные элементы устанавливают вручную или краном и закрепляют в проектном положении. После бетонирования и достижения бетоном прочности,

Допускающейраспалубливание, опалубку и поддерживающие устройства снимают, соблюдая определенную последовательность. Очистив и при необходимости отремонтировав опалубку, ее переставляют на новую позицию.

Основные виды разборно-переставной опалубки -- мелкощитовая, крупнощитовая и блок-формы.

· Мелкощитовую опалубку устанавливают вручную два плотника. Масса элемента этой опалубки -- до 70 кг. Щиты опалубки изготовляют из обрезных или полуобрезных досок толщиной 19...25 и шириной 150 мм на сшивных планках. Днища опалубки балок и прогонов выполняют из досок толщиной 35...40 мм. Обрезные доски рекомендуется сплачивать в шпунт или четверть, а торцы досок палубы защищать стальными уголками. Щиты опалубки изготовляют также из стального листа, водостойкой фанеры толщиной 12... ...16 мм и длиной до 1500 мм или стеклопластика. Хомуты делают из полосовой стали или деревянных брусков.

· Крупнощитовую опалубку устанавливают и разбирают краном. Масса элемента опалубки -- крупноразмерной панели, цельной или собранной из унифицированных щитов (металлических, деревянных или комбинированных),-- достигает 500 кг.

· Блок-формы представляют собой пространственные конструкции, воспроизводящие внутренними поверхностями форму бетонируемого сооружения: фундамента, подколонника и пр. Блок опалубки собирают из стальных щитов на разъемных или шарнирных крепежных деталях. Блоки большой массы монтируют и демонтируют краном.

Разборно-переставная опалубка: а - щитовая для устройства ленточных фундаментов; б - то же, для столбчатых фундаментов; в - унифицированная; 1 - щиты; 2 - сшивные планки; 3 - крепления; 4 - распорки; 5 - прижимная доска; 6 - проволочная стяжка; 7 - ферма; 8 - стяжные хомуты; 9 - рабочая площадка; 10 - расчалка

· Объемно-переставная опалубка

Объемно-переставную опалубку применяют для одновременного бетонирования внутренних поперечных стен и междуэтажных перекрытий многоэтажных жилых и административных зданий.

Объемно-переставная опалубка представляет собой крупноразмерный опалубочный блок, включающий опалубку стен и перекрытий, который монтируют и переставляют с помощью монтажного крана.

Эту опалубку выполняют в виде пространственных секций П- и Г-образной формы. Она состоит из двух боковых (стеновых) и потолочной опалубочных панелей, шарнирно сочлененных между собой, поддерживающих устройств и приспособлений для закрепления в проектном положении и распалубки.

Общие конструктивные признаки опалубки:

* наличие системы механических домкратов для выверки и установки в проектное положение;

* катучие опоры для перемещения секций опалубки при монтаже и демонтаже;

* система раскосов для обеспечения необходимой пространственной жесткости.

Схема установки щитов объемно-переставной опалубки:

1 -- механические домкраты; 2 -- консольные подмости; 3 -- телескопические наклонные стойки для крепления щитов; 4, 6 -- ограждения; 5 -- торцевой щит опалубки

· Катучая опалубка

Катучая -- горизонтально перемещаемая опалубка периодически передвигается в горизонтальном направлении по мере приобретения бетоном достаточной прочности. Ее применяют для бетонирования линейно протяженных сооружений, возводимых открытым способом, имеющих постоянное поперечное сечение и типовые повторяющиеся элементы ячейки: подпорные стенки, туннели и коллекторы для подземных сооружений и коммуникаций. В зависимости от типа и объемно-планировочного решения сооружения катучая опалубка может иметь свои технологические особенности, но в целом основное конструктивное решение не меняется.

· Главный смысл данной опалубки заключается в непрерывности бетонирования (допустимы незначительные перерывы). Возможны два варианта технологии: непрерывное скольжение опалубочных щитов по поверхности возводимой конструкции и последовательная перестановка щитов с предварительным их отрывом от бетона на предыдущей захватке.

· Катучая опалубка для бетонирования линейно-протяженного сооружения (коллектора) состоит из внутренней и наружной частей (). Нижняя внутренняя часть опалубки, смонтированная на рельсовом пути, состоит из тележки с закрепленными на ней подъемными устройствами -- домкратами двух типов (подъемно-опускными опорами), которые несут инвентарную опалубку.

· На перемещаемой тележке имеются горизонтальные домкраты, позволяющие установить в проектное положение внутренние боковые щиты опалубки. На тележке установлены также центральные стойки с винтовыми домкратами, позволяющими перемещать опалубку в вертикальной плоскости.

· Верхний щит составной, он шарнирно закреплен на стойке. Вертикальные щиты соединены с горизонтальными также на шарнирах. Верхние щиты устанавливают в рабочее положение и распалубливают вращением домкратов, расположенных на стойках.

· Наружная опалубка состоит из двух боковых рам, соединенных шарнирно; они могут поворачиваться при установке в рабочее положение и при распалубливании. Наружную опалубку переставляют краном, внутреннюю на тележке перемещают по рельсам (каткам) с помощью лебедок после распа-лубливания.

· Для перемещения опалубка снабжена катками или тележками, передвигающимися по направляющим или рельсам, и для транспортирования -- лебедкой или приводом.

· После укладки и твердения бетона осуществляют отрыв от него опалубочных щитов с приведением их в транспортное положение. Затем опалубку по направляющим перемещают вдоль возводимого сооружения на новую стоянку. При распалубке внутренний горизонтальный щит как бы переламывается и при опускании вниз тянет за собой вертикальные щиты; они также отрываются от бетона и поворачиваются.

· Скользящая опалубка

Скользящая опалубка подвижна, ее поднимают вверх без перерыва в бетонировании и применяют при возведении высотных железобетонных сооружений с монолитными вертикальными стенами постоянного, а в последнее время и переменного сечений. Применение опалубки особенно эффективно при строительстве высотных зданий (16...24 этажа) и сооружений с минимальным количеством оконных и дверных проемов, закладных деталей и элементов. К ним относятся хранилища различных материалов, дымовые трубы высотой до 400 м, градирни, ядра жесткости высотных зданий, резервуары для воды, радио- и телевизионные башни. Важным достоинством возведения таких объектов в скользящей опалубке является значительное повышение темпов строительства, снижение трудоемкости, стоимости, сроков работ.

· В отличие от сборных железобетонных сооружений в монолитных исключены стыки, что способствует улучшению эксплуатационных характеристик зданий. Скользящая опалубка позволяет расширить гамму архитектурно-планировочных решений, обеспечивает улучшение звукоизоляции сооружения, повышает теплотехнические характеристики здания. При возведении зданий в сейсмических районах решается проблема их надежности и сейсмостойкости.

· Опалубка эффективна, если ее использование предусмотрено для возведения нескольких рядом расположенных зданий. При возведении одиночных зданий опалубка окажется экономически эффективной при высоте здания не менее 25 м.

· Опалубка состоит из двух одинаковой высоты внутренних и наружных щитов () неизменяемой конструкции. Неизменяемость щитов обеспечивается опалубочными балками, располагаемыми в два яруса по высоте щитов по всему их контуру с наружной и внутренней стороны.

· Балки, в свою очередь, передают усилия на металлические домкратные рамы, располагаемые над опалубкой по всему ее периметру и передающие массу всей опалубки на домкратные стержни диаметром 22...28 мм и длиной до 6 м.

· Опалубку редко изготавливают из одного материала (древесины или металла), обычно она бывает деревометаллической.

· Греющие опалубки

Щиты такой опалубки снабжены нагревательными элементами, вмонтированными с тыльной стороны палубы и закрытыми слоем утеплителя. Нагревательными элементами могут быть снабжены щиты любой опалубки (мелкощитовой, крупнощитовой, объемно-переставной, катучей, скользящей и т. д.). Применяют греющие опалубки при бетонировании в зимних условиях, а также для ускорения твердения бетона в летних условиях с целью ускорения работ и сокращения производственного цикла. Передача тепла в таких опалубках происходит путем теплопроводности, т. е. контактным способом от нагретой поверхности опалубки к примыкающему бетону. строительный грунт монтаж бетонный

· Греющая опалубка имеет палубу из металлического листа или водостойкой фанеры, с тыльной стороны которой расположены электрические нагревательные элементы (греющий провод или углеграфитовые ленты шириной 10 см, хорошо изолированные двумя слоями стеклоткани). В современных опалубках в качестве нагревателей используются греющие провода и кабели, сетчатые и углеродные ленточные нагреватели, токопроводящие покрытия и др. Наиболее эффективны кабели из константановой проволоки в термостойкой изоляции, изоляция в свою очередь защищена от механических повреждений металлическим чулком.

1 - опалубка; 2 - деревянный брусок 3ґ3 или 4ґ4 см; 3 - греющий провод; 4 - теплоизоляция; 5 - защитное покрытие

44. Требования предъявляемые к опалубкам, оборачиваемость опалубочных форм

Опалубка бетонных или железобетонных конструкций должна удовлетворять следующимтребованиям: 

1) опалубка должна быть достаточно прочной и устойчивой, не зыбкой, сохранять заданную форму при укладке и трамбовании бетона; 

2) конструкция опалубки должна быть простой в изготовлении и сборке и легко разбираться; 

3) опалубка должна быть плотной, без щелей, иметь ровную поверхность, желательно строганую со стороны, прилегающей к бетону; 

4) в высоких и длинных конструкциях (колонны, балки и пр.) боковые плоскости опалубки не должны выпучиваться под влиянием бокового давления свежего бетона; 

5) оборачиваемость (многократное использование опалубки, что уменьшает ее ст-сть). Деревянная опалубка - не более 5 раз, металлическая - 150 раз; 

6) размеры отдельных элементов опалубки должны в точности соответствовать проектным размерам железобетонных конструкций; 

7) опалубка колонн должна быть установлена строго по отвесу; 

8) опалубка балок, плит и прогонов должна устанавливаться строго горизонтально, с проверкой правильности установки уровнем; 

9) поддерживающие стойки должны быть тщательно расшиты в двух направлениях, должны представлять собой жесткую устойчивую конструкцию; 

10) опалубка должна быть плотной, без щелей и зазоров в местах соединения щитов; 

11) внутренняя поверхность опалубки должна быть гладкой; 

12) установка опалубки должна производиться с применением минимального количества гвоздей и заменой их прижимными досками клиньями и пр. 

По оборачиваемости различают опалубку неинвентарную, используемую только для одного сооружения, и инвентарную, т. е. многократно используемую. Инвентарная опалубка может быть разборно-переставной и подвижной.Разновидностью неинвентарной опалубки является несъемная опалубка (опалубка-облицовка).

45. Назначение и виды арматуры, монтаж арматуры, приемы обеспечения защитного слоя

Арматура - это стальные стержни, прокатные профили и проволока, расположенные в бетоне для совместной с ним работы. Арматура для железобетонных конструкций может быть классифицирована:

- по материалу: стальная и неметаллическая;

- по технологии изготовления: горячекатаная стержневая диаметром 6…90 мм и холоднотянутая круглая проволочная диаметром 3…8 мм в виде обыкновенной или высокопрочной проволоки, а также арматурных канатов и прядей;

- по профилю: круглая гладкая и периодического профиля. Арматура периодического профиля имеет фигурную поверхность, что обеспечивает ее лучшее сцепление с бетоном. При использовании стержней из гладкой арматуры для их лучшего закрепления в бетоне концы стержней, работающих на растяжение, делают загнутыми в виде крюков.

- по принципу работы в железобетонной конструкции: ненапрягаемая и напрягаемая.

- по способу установки: штучная арматура, арматурные каркасы и сетки;

- по назначению: рабочая, распределительная и монтажная.

Рабочая арматура воспринимает растягивающие усилия, возникающие в железобетонных конструкциях от собственной массы и внешних нагрузок.

Распределительная арматура служит для равномерного распределения нагрузок между рабочими стержнями; обеспечения их совместной работы; связи рабочих стержней между собой, препятствуя смещению рабочей арматуры при бетонировании.

Монтажная арматура обычно не воспринимает усилий, а обеспечивает точное положение в опалубке рабочих стержней и плоских арматурных сеток и элементов.

Особую группу составляет стальная жесткая арматура в виде тавровых балок и другого проката, применяемая для армирования высотных зданий, специальных сооружений, и так называемая дисперсная арматура в виде рубленого стекловолокна или асбеста, используемая главным образом для армирования цементного камня.

В гражданском строительстве обычно применяют арматурные стержни диаметром 12...30 мм, в промышленном - арматуру диаметром до 40 мм, в гидротехническом - стержни диаметром 90...120 мм.

К арматурным изделиям относят отдельные стержни (стержневая арматура), арматурные сетки, плоские и пространственные арматурные каркасы, арматурные изделия для предварительно напряженных конструкций, закладные детали, монтажные петли и хомуты (рис. 11.2).

Рис. 11.2. Примеры арматурных элементов:

а) сетка плоская; б), в) - плоские каркасы; г) пространственный каркас; д) каркас таврового сечения; е) то же, двутаврового сечения; ж) гнутый каркас; з) цилиндрический каркас; и) каркас вязаный с отогнутыми стержнями: 1 - концевые крюки; 

2 - нижние рабочие стержни; 3 - рабочие стержни с отгибами; 4 - хомуты

Монтаж ненапрягаемой арматуры ведут, как правило, с использованием механизмов и приспособлений, применяемых для других видов работ (опалубочных, бетонных и др.) и предусмотренных проектом производства работ. Ручная укладка допускается только при массе арматурных элементов не более 20 кг.

Соединяют арматурные элементы в единую армоконструкцию сваркой и нахлесткой, а в исключительных случаях - вязкой.

Соединение нахлесткой без сварки используют при армировании конструкций сварными сетками или плоскими каркасами с односторонним расположением рабочих стержней арматуры и при диаметре арматуры не выше 32 мм. При этом способе стыкования арматуры величина перепуска (нахлестки) зависит от характера работы элемента, расположения стыка в сечении элемента, класса прочности бетона и класса арматурной стали (регламентируется нормативными документами).

При стыковании сварных сеток из круглых гладких стержней в пределах стыка следует располагать не менее двух поперечных стержней. При стыковании сеток из стержней периодического профиля приваривать поперечные стержни в пределах стыка не обязательно, но длину нахлестки в этом случае увеличивают на пять диаметров. Стыки стержней в нерабочем направлении (поперечные монтажные стержни) выполняют с перепуском в 50 мм при диаметре распределительных стержней до 4 мм и 100 мм при диаметре более 4 мм. При диаметре рабочей арматуры 26 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении рекомендуется укладывать впритык друг к другу, перекрывая стык специальными стыковыми сетками с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры, но не менее 100 мм.

При монтаже арматуры необходимо элементы и стержни устанавливать в проектное положение, а также обеспечить защитный слой бетона заданной толщины, то есть расстояние между внешними поверхностями арматуры и бетона. Правильно устроенный защитный слой надежно предохраняет арматуру от корродирующего воздействия внешней среды. Для этого в конструкциях арматурных элементов предусматривают специальные упоры или удлиненные поперечные стержни. Этот метод применяют в том случае, если конструкция работает в сухих условиях. Обеспечить проектные размеры защитного слоя бетона можно также с помощью бетонных, пластмассовых и металлических фиксаторов, которые привязывают или надевают на арматурные стержни (рис. 11.3). Защитный слой в плитах и стенах толщиной до 10 см должен быть не менее 10 мм; в плитах и стенах более 10 см - не менее 15 мм; в балках и колоннах при диаметре продольной арматуры 20…32 мм - не менее 25 мм; при большем диаметре - не менее 30 мм.

Рис. 11.3 Способы обеспечения защитного слоя арматуры:

а) в балках и ребрах плит при помощи упоров; б) в балках посредством 

удлиненных стержней; в) бетонной подкладкой с проволочной скруткой; 

г) бетонной пробкой с пружинной скобой; д) упругим пластмассовым фиксатором; 

е) металлическими штампованными подставками

46. Соединение рабочих арматурных стержней сваркой и нахлестом

Основные способы соединения арматурных стержней между собой -- укладка внахлестку или сварка. Соединение нахлесткой без сварки используют при армировании конструкций сварными сетками или плоскими каркасами с односторонним расположением рабочих стержней арматуры и при диаметре арматуры не выше 32 мм. При этом способе стыкования арматуры величина перепуска (нахлестки) зависит от характера работы элемента, расположения стыка в сечении элемента, класса прочности бетона и класса арматурной стали.

При стыковании на сварке сеток из круглых гладких стержней в пределах стыка следует располагать не менее двух поперечных стержней. При стыковании сеток из стержней периодического профиля приваривать поперечные стержни в пределах стыка не обязательно, но длина нахлестки в этом случае должна быть увеличена не менее чем на пять диаметров свариваемой арматуры. Стыки стержней в нерабочем направлении (поперечные монтажные стержни) выполняют с перепуском в 50 мм при диаметре распределительных стержней до 4 мм и 100 мм -- при диаметре более 4 мм. При диаметре рабочей арматуры 26 мм и более сварные сетки в нерабочем направлении рекомендуется укладывать впритык друг к другу с перекрытием стыка специальными стыковыми сетками с перепуском в каждую сторону не менее 15 диаметров распределительной арматуры, но не менее 100 мм.

При сварке арматуры между собой металл оказывает небольшое сопротивление прохождению электрического тока. В соответствии с законом Джоуля--Ленца для сокращения времени сварки и повышения производительности труда применяют токи большой силы, доходящей до 50 000 А и невысокое напряжение -- не более 30...60 В. При контактной сварке в месте контакта сопротивление движению электрического тока во много раз превышает сопротивление на остальном пути тока, здесь усиленно выделяется теплота, металл разогревается до пластического состояния, пересечение стержней сжимается и происходит их сварка.

В цепи наибольшее сопротивление имеет стык стержней, в этом месте наиболее интенсивно выделяется теплота, которая разогревает торцы стержней до пластического и частично жидкого состояния. При этом металл в месте сварки плавится почти мгновенно, время пропускания, тока измеряется долями секунды. Стержни с силой прижимают друг к другу, в результате чего они свариваются. Для сварки используют специальные трансформаторы, которые понижают напряжение с номинального 220...380В до требуемого и одновременно увеличивают силу тока.

Рис. 6.12. Способы соединения арматурных стержней : а -- стыковка стержней ручной электродуговой сваркой: I -- с накладками и двусторонними швами; II -- то же, с односторонними швами; III -- внахлестку; б -- дуговая сварка с принудительным формированием шва крестообразных горизонтальных соединений стержней; в -- то же, горизонтального с вертикальным; г -- контактная точечная сварка при соединении стержней внахлестку; д -- то же, при крестообразном соединении; е -- вязка проволокой пересечений стержней: 1 -- в начале сваривания: II -- то же, в конце; I -- соединяемые стержни; 2 -- круглые накладки; 3 -- электроды; 4 -- инвентарные (медные или графитовые) формы; 5 -- вязальная проволока; ж -- соединение стержней в пересечениях пружинными фиксаторами: I -- заводка фиксатора; II -- фиксатор в рабочем положении; I -- пружинные фиксаторы; з -- пластмассовые фиксаторы: I -- соединение параллельных стержней; II, III -- то же, пересекающихся стержней

Электрическую энергию можно преобразовать в тепловую двумя способами:

1) пропусканием тока через свариваемые детали; на этом принципе основана контактная сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплотой, выделенной при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые детали;

2) при помощи электрической дуги или сваркой плавлением; нагрев соединяемых элементов осуществляют электрической дугой.

47. Основные технологические свойства бетонной смеси. Приготовление и транспортирование бетонной смеси

Качество бетонных работ и производительность труда во многом определяются технологическими свойствами бетонной смеси. К ним относятся: удобоукладываемость -- способность смеси растекаться под действием силы тяжести, легко укладываться в опалубку, заполнять заданную форму и связность -- способность сохранять свою однородность при транспортировании, погрузке, выгрузке, укладке и уплотнении. Эти свойства определяются составом смеси.

Основным фактором, влияющим на удобоукладываемость бетонной смеси, является количество воды, израсходованное на её приготовление. Это связано с тем, что от расхода воды зависит вязкость смеси в целом. На практике удобоукладываемость оценивают показателем подвижности или жёсткости бетонной смеси.

Жёсткость бетонной смеси характеризуется временем вибрации (в секундах), необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жёсткости.

Подвижность смесей можно повышать введением пластифицирующих добавок. Эффективно используют пластификаторы, которые значительно повышают подвижность и снижают водопотребность смесей.

Приготовление бетонной смеси включает две основные технологические операции: дозировку исходных материалов и их перемешивание.

Важнейшим условием приготовления бетонной смеси с заданными показателями свойств, а также обеспечения постоянства этих показатателей от замеса к замесу является точность дозировки составляющих материалов в соответствии с рабочим составом бетона. Дозирование материалов производят дозаторами (мерниками) периодического или непрырывного действия. Первые могут иметь ручное, полуавтоматическое или автоматическое управление. Наиболее совершенны автоматические дозаторы по массе, обладающие высокой точностью дозирования, малой продолжительностью цикла взвешивания и легкостью управления.

Перемешивание бетонной смеси производят в бетоносмесителях периодического и непрерывного действия. В бетоносмесителях периодического действия рабочие циклы машины протекают с перерывами, т. е. в них периодически загружаются отвешенные порции материалов, которые перемешиваются, а далее бетонная смесь выгружается. В бетоносмесителях непрерывного действия все три операции производят непрерывно.

По способу перемешивания материалов бетоносмесители бывают с принудительным и гравитационным перемешиванием (при свободном падении). В гравитационных бетоносмесителях перемешивание достигается вращением барабана, на внутренней поверхности которого имеются лопасти. При вращении барабана лопасти захватывают составляющие бетонную смесь материалы, поднимают их на некоторую высоту, откуда смесь падает, перемешиваясь при этом. Гравитационные бетоносмесители выпускают емкостью смесительного барабана 100, 250, 500, 750 и 1500 л. Емкость бетоносмесителя определяется не выходом готового бетона, а суммой объемов загружаемых материалов (без воды). В бетоносмесителях принудительного перемешивания материалы перемешиваются в неподвижном смесительном барабане с помощью вращающихся лопастей, насаженных на вал. Их применяют для приготовления жестких бетонных смесей. Перемешивание должно обеспечить сплошное обволакивание зерен заполнителя и равномерное распределение раствора в массе крупного заполнителя. Продолжительность перемешивания бетонной смеси зависит от подвижности бетонной смеси и емкости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность бетонной смеси и чем больше рабочая емкость бетоносмесителя, тем больше оптимальное время перемешивания. Так, для бетоносмесителя емкостью до 400 л она равна 1 мин, а емкостью 4500 л -- около 3 мин. Время перемешивания жестких бетонных смесей увеличивают примерно в 2 раза по сравнению с временем перемешивания подвижных смесей.

На автоматизированных бетонных заводах применяют бетоносмесители непрерывного действия, в которых бетонная смесь принудительно перемешивается и одновременно перемещается от загрузочного отверстия к другому концу, где происходит ее выгрузка.

Для приготовления жестких и особо жестких бетонных смесей созданы так называемые вибросмесители, в которых перемешивание составляющих материалов осуществляется в сочетании с вибрацией, а в некоторых конструкциях -- только вибрацией. При соответствующем режиме вибрации, когда силы трения и сцепления между частицами смеси нарушены, а силам тяжести противодействует значительно превосходящее их давление возбуждения в смеси, последняя переходит во взвешенное состояние с высокой подвижностью, что способствует интенсивному перемешиванию смеси.

В настоящее время ведутся работы по струйному перемешиванию бетонной смеси, заключающемуся в интенсивном взаимодействии ее составляющих в турбулентных потоках псевдокипящего слоя, создаваемых энергосмесителями. К ним относятся сжатый воздух с давлением 0,3 МПа и перегретый пар с температурой 85...95 °С, подаваемые в специальный струйный смесиВ технологию приготовления бетонной смеси начинает внедряться перемешивание с нагреванием смеси. Суть этого метода состоит в том, что разогрев бетонной смеси до 60...65 °С производят паром, подаваемым в смеситель в процессе ее перемешивания. Такое нагревание происходит равномерно, проще и во много раз быстрее, чем при предварительном нагреве воды и заполнителей, а также электроразогреве смеси.

Транспортирование бетонной смеси к месту укладки должно обеспечить сохранение ее однородности и степени подвижности. При длительной перевозке бетонная смесь загустевает вследствие гидратации цемента, поглощения воды заполнителями и испарения, однако подвижность смеси к моменту укладки ее должна быть не меньше проектной. При выборе способа транспортирования необходимо учитывать дальность и скорость перевозки, подвижность смеси и экономичность способа. На заводах бетонные смеси транспортируют бетонораздатчиками, самоходными тележками, ленточными транспортерами; в цехах малой и средней мощности -- электротельферами и электрокарами. Подвижные смеси можно транспортировать на большие расстояния по трубам с помощью пневматических установок. На строительные площадки, где ведутся бетонные работы, бетонную смесь доставляют в автобетоносмесителях, в которых бетонную смесь перемешивают примерно за 5 мин до прибытия на место.

Централизованное заводское изготовление бетонных смесей и их доставка на строительную площадку имеют большие технико-экономические преимущества, поскольку смеси готовятся на полностью механизированных и автоматизированных заводах и имеют высокое качество, снижая их стоимость, и отпадает необходимость в организации сложного бетонного хозяйства на строительной площадке.

Завод на каждую партию бетонной смеси выдает паспорт с указанием состава бетона и его класса

48. Подача бетонной смеси по схеме кран бадья, подбор бадьи

Подается бетонная смесь в опалубку фундаментов кранами, которые применяются при выполнении опалубочных и арматурных работ. Укладка смеси ведется с послойным уплотнением глубинными вибраторами. Бетонная смесь доставляется краном в бадьях. Наиболее эффективны поворотные бадьи («туфельки»), исключающие необходимость перегрузки бетонной смеси из автосамосвалов в промежуточные емкости -- вибропитатели.

С заводов смесь доставляется автомобилями-самосвалами, объем кузовов которых кратен вместимости нескольких поворотных бадей (например, объем кузова ЗИЛ-585 соответствует объему трех бадей, кузова МАЗ-205--- четырех бадей). Такое соотношение емкостей, а также конструкции поворотных бадей позволяют организовать удобный прием бетонной смеси на объектах.

В зоне действия крана укладывают два дощатых настила, каждый размером 2,4X3,3 м. На щитах настила вплотную одну к другой размещают поворотные бадьи. Применение поворотных бадей исключает необходимость сооружения и разборки эстакад на местах бетонирования и улучшает использование кранового оборудования. Затраты труда на транспортирование 1 м3 бетонной смеси поворотными бадьями на 0,22--0,3 чел.-ч меньше, чем бадьями-бункерами.

Для повышения производительности кранов, занятых на массовой укладке бетонной смеси, следует совмещать операции опускания и подъема бадей с горизонтальным перемещением их. Бадьи и другие виды тары после каждого опорожнения должны быть очищены на месте выгрузки от остатков смеси

Периодически, не реже 2 раз в смену и при перерывах в работе более чем на 1 ч, тара для порционной подачи бетонной смеси должна быть очищена и промыта вне места укладки бетонной смеси.

Производительность монтажного крана при подаче бетонной смеси в бадьях составляет 20---40 м3 в смену.

1 - трансформатор; 2 - арматура; 3 - бадья с бетонной смесью; 4 - стакан; 5 - опалубка; 6 - подушка фундамента; 7 - насос; 3с - защитный слой бетона 4-5 см; 1: m - крутизна откосов принимается по табл. 4.2; L - расстояние (проекция) от колеса крана до основания откоса котлована

Бадьи для бетона - это емкости. Они используются для хранения и транспортировки бетона уже внутри строительной площадки. Разумеется, осуществлять перемещение и хранить бетон нужно оперативно - иначе бетон схватится.