Оптимизация и инновации в конструктивных решениях опалубков для эффективного и устойчивого строительства

Современные технологии позволяют нам быстро и качественно возводить здания. Именно для этого и служит опалубка. По сути она является вспомогательной конструкцией, в которую заливают бетонную смесь, после застывания которой формируется железобетонная конструкция. Данная процедура не требует много времени, поэтому здание можно построить в краткие сроки.

В структуре затрат на производство бетонных и железобетонных работ более 15%-20% приходится на опалубку. Ежегодно на изготовление опалубки и сопутствующих ей элементов и устройств расходуется около 7,0 млн. куб. м. пиломатериалов, 40 тыс. т. листового и мелкосортного проката, более 200 тыс. т. проволоки. На установке, разборке и эксплуатации опалубки занято около 144 тыс. строительных рабочих, причем в этих операциях преобладает ручной труд [1].

Существует несколько видов опалубков: мелкощитовая; крупнощитовая; блочнопереставная; блок-ферма; скользящая; несъёмная.

Мелкощитовая состоит из элементов, массой до 50 кг. Применяется для бетонирования конструкций и перекрытий. Достоинствами является его лёгкость, компактность и возможность комбинирования с другими видами опалубков.

Крупнощитовая опалубка представляет собой систему, формируемую из элементов, входя­щих в перечень штатных элементов системодержателя данной опалубочной системы [6]. Состоит из крупных щитов. Применяется для бетонирования крупных конструкций.

Блочнопереставная из щитов, собранных в пространственные блоки разъёмной конструкции. Применяется для бетонирования стен жилых или общественных зданий. Благодаря тому, что её перемещают в собранном виде, значительно сокращает сроки возведения здания. Недостатком известной опалубки является значительный вес и высокая трудоемкость опалубочных работ [7].

Блок-ферма состоит из металлической формы с технологическим уклоном для респалубливания. Применяется для бетонирования отдельно стоящих фундаментов.

Скользящая состоит из щитов, рабочего пола и домкратов. Применяется для вертикальных монолитных зданий и сооружений. Достоинствами является высокие темпы строительства, низкие затраты и отсутствие швов после снятия опалубка. Из недостатков следует отметить наличие умелых работников, умеющих работать с данным опалубком и своевременный подвоз бетона в оперативную укладку арматуры.

Несъёмная состоит из формы, которая остаётся после застывания бетона. Применяется для возведения зданий под оборудование. Опалубка системы ОЩНО, а также ее опорные элементы и основания должны быть сконструированы таким образом, чтобы обладать:

• достаточной прочностью и жесткостью, позволяющими выдерживать все предусмотренные нагрузки, которым они подвергаются при транспортировании, в ходе строительных работ и при эксплуатации;
• достаточной жесткостью, позволяющей выдерживать установленные для конструкции допуски и не оказывать отрицательного влияния на целостность конструкции [8].

Перед использованием опалубки должны пройти испытания. Испытания опалубки проводят в соответствии с требованиями нормативных документов', действующих на территории государства – участника соглашения по программам и методикам, разработанным предприятиями – разработчиками и изготовителями опалубки [4].

При расчете опалубки учитывают вертикальные и горизонтальные нагрузки от собственной массы опалубки и лесов, бетонной смеси и арматуры, работающих людей и транспортных средств, вибрационных и динамических нагрузок, возникающих при выгрузке бетонной смеси в опалубку, а также бокового давления бетонной смеси. Боковые элементы опалубки рассчитывают на давление бетонной смеси, исходя из того, что давление этой массы распространяется вглубь бетона не более чем на 1 м [3].

В зависимости от материала несущих элементов опалубка подразделяется: на стальную; алюминиевую; деревянную; комбинированную. Наиболее эффективны применение деревянных балок и ферм, а также использование древесины в качестве палубы. В качестве палубы для получения высококачественных поверхностей следует использовать ламинированную фанеру. Для несущих и поддерживающих элементов следует применять стальные и алюминиевые конструкции. Алюминий имеет невысокую массу, из алюминиевых сплавов возможно прессовать оптимальные высокоточные профили опалубок [2].

Перед установкой опалубки проводится ряд работ, которые проводят бригады в соответствии со ППР. Перед началом проводятся подготовительные работы, в которых расчищают участок установки опалубки, завозят необходимые инвентарные принадлежности и составляют чертежи, отображающие сборную конструкцию.

После того как все подготовительные работы были сделаны и опалубки разместили в зоне действия монтажного крана, проводится песчанно-гравийная подготовка, которая предусматривает уложение песка и гравия на дно для устранения пучения.

Устройство опалубки фундаментов производят в следующем порядке:

• устанавливают и закрепляют укрупненные панели опалубки нижней ступени башмака;
• устанавливают собранный короб строго по осям и закрепляют опалубку нижней ступени металлическими штырями к основанию;
• наносят на ребра укрупненных панелей короба риски, фиксирующие положение короба второй ступени фундамента;
• отступив от рисок на расстояние, равное толщине щитов, устанавливают предварительно собранный короб второй ступени;
• окончательно устанавливают короб второй ступени;
• в той же последовательности устанавливают короб третьей ступени;
• наносят на ребра укрупненных панелей верхнего короба риски, фиксирующие положение короба подколонника;
• устанавливают короб подколонника;
• устанавливают и закрепляют опалубку вкладышей [5].

Благодаря опалубкам время на строительство зданий и сооружений сократилось в разы, а качество возведения не пострадало, а даже увеличилось. Стоит сказать, что современное строительство не сможет обойтись без данной конструкции.