Лекции / Бетонирование конструкций

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

Бетонирование конструкций.

Массивные конструкции и фундаменты.

Для сокращения материальных, трудовых и денежных затрат и продолжительности строительства возведение монолитных фундаментов и массивных конструкций необходимо вести индустриальными методами, т. е. переносить большинство строительных процессов в мастерские и на заводы и комплексно механизировать остальные процессы, выполняемые на строительстве. Поэтому изготовляют опалубку и арматуру, а также приготовляют бетонную смесь в централизованном порядке. Кроме того, для уменьшения объема работ на объекте элементы опалубки и арматуры по возможности укрупняют, а при применении несущих арматурных каркасов объединяют в армоопалубочные блоки.

Монолитные фундаменты и массивные конструкции или блоки бетонируют чаще всего в разборно-переставной опалубке из готовых унифицированных элементов или в пространственных блоках-формах. При бетонировании больших массивов используют крупные опалубочные панели площадью до 30 м2, устанавливаемые кранами.

Бетонную смесь при укладке в монолитные фундаменты и блоки подают, применяя один или несколько видов механизации: в бадьях строительными кранами, автобетоновозами и автосамосвалами по эстакадам или непосредственно в опалубку, ленточными бетоноукладчиками и конвейерами, бетононасосами, а иногда и мостовыми кранами в бадьях.

Выбор способов механизации бетонных работ зависит от местонахождения бетонного завода или установки по приготовлению смеси, конструкции фундамента или массива (объема, ширины, высоты, насыщенности арматурой и закладными частями).

При выборе способа бетонирования предусматривают минимальное число перегрузок бетонной смеси при ее перемещении к месту укладки.

Для бетонирования труднодоступных мест фундамента или блока, а также для распределения бетонной смеси по площади конструкции используют виброжелоба и ленточные бетоноукладчики. При подаче бетонной смеси в армированные конструкции с высоты более 2 м применяют виброжелоба, наклонные лотки и хоботы, а при высоте более 10 м — виброхоботы.

Бетонную смесь в неармированных и малоармированных массивах и фундаментах уплотняют с помощью ручных глубинных вибраторов ИВ-78, ИВ-79, ИВ-80. Бетонируют, как правило, горизонтальными слоями толщиной 0,3—0,4 м. Бетон в больших массивах уплотняют глубинными вибраторами ИВ-90, собранными в вибропакеты, переставляемые кранами. При этом толщина уплотняемого слоя бетона достигает 1 м. При густом армировании применяют вибраторы с гибким валом ИВ-66, ИВ-67, ИВ-47, ИВ-75.

Если процесс бетонирования организован правильно, работа бетонщиков сводится лишь к частичному распределению бетонной смеси и уплотнению ее вибраторами.

Верхнюю поверхность фундаментов уплотняют виброрейкой или поверхностными вибраторами, а затем заглаживают правилом в уровень с верхними гранями направляющих или специальных маячных досок.

Фундаменты, рассчитанные на статическую нагрузку, можно бетонировать с перерывами, но с обязательной обработкой рабочих швов.

Массивные фундаменты, воспринимающие динамические нагрузки, а также массивные гидротехнические сооружения бетонируют отдельными блоками, размеры и расположение которых предусматривают в проекте. Каждый блок бетонируют без перерыва.

Фундаментные плиты толщиной до 250 мм с одиночной арматурой при бетонировании уплотняют поверхностными вибраторами ИВ-91. Фундаментные плиты с двойной арматурой и плиты толщиной 250 мм и более — глубинными вибраторами.

Бетонная подготовка.

Бетонный подстилающий слой (подготовку) устраивают под бетонные, асфальтовые и другие полы. Для подстилающего слоя применяют обычно жесткие бетонные смеси.

- 1 -

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

При плотных грунтах бетонную смесь укладывают в подстилающий слой непосредственно на спланированный грунт, при более слабых грунтах — на втрамбованный в грунт слой щебня. При слабых грунтах подстилающий слой бетона иногда армируют сеткой из арматурной стали.

Перед бетонированием подстилающего слоя устанавливают маячные направляющие доски, которые прибивают к кольям, забитым в грунт. Маячные доски располагают на расстоянии 3—4 м одна от другой, причем верхняя грань доски должна находиться на уровне поверхности подстилающего слоя.

Бетонную смесь в подстилающий слой и покрытие пола укладывают полосами шириной 3—4 м, отделенными маячными досками. Полосы бетонируют через одну. Промежуточные полосы бетонируют после затвердения бетона в смежных полосах. Перед бетонированием промежуточных полос маячные доски снимают.

Вбетонном подстилающем слое устраивают через каждые две полосы продольные

ичерез 9—12 м по длине полос поперечные деформационные швы (рис. 1), которые разбивают площадь бетонирования на отдельные плиты размером от 6х9 до 8х12 м. Кроме того, в каждой плите между смежными полосами бетонирования образуются рабочие швы.

Боковые грани полос, образующие продольный деформационный шов, обмазывают горячим битумом слоем 1,5—2 мм перед укладкой бетонной смеси в смежную полосу, примыкающую к обработанной битумом грани. Боковые грани полос в рабочем шве битумом не обмазывают.

Поперечный деформационный шов образуют с помощью металлической полосы шириной 80—100 мм и толщиной 4—6 мм, заглубляемой в бетонный подстилающий слой на 1/3 его толщины. Полосу оставляют в бетоне на 20—40 мин, после чего ее осторожно извлекают. Образовавшийся паз после окончательного затвердения бетонной смеси тщательно очищают и заливают битумом или цементным раствором.

Рисунок 1. Расположение швов при бетонировании подстилающего слоя: I—V — полосы бетонирования в порядке очередности укладки бетонной смеси; 1—25 — очередность бетонирования отдельных плит.

Бетонную смесь для бетонирования подстилающего слоя подают на место укладки обычно в автобетоносмесителях. Уплотняют ее виброрейкой, которую передвигают по маячным направляющим доскам или по поверхности ранее забетонированных смежных полос. В небольших помещениях (площадью до 100 м2) смесь уплотняют поверхностными вибраторами ИВ-91.

Бетонные покрытия полов делают однослойными или двухслойными. Однослойные покрытия толщиной 25—50 мм укладывают на основание по маячным рейкам и уплотняют виброрейкой или поверхностным вибратором.

При укладке бетонной смеси двумя слоями (подстилающий слой и чистый пол) нижний слой уплотняют поверхностным вибратором ИВ-91. Верхний слой укладывают до начала схватывания бетонной смеси в нижнем слое и уплотняют виброрейкой, перемещаемой по маячным доскам.

В конце рабочей смены в местах, где намечено закончить укладку бетонной смеси, устанавливают доску на ребро, после чего укладывают последнюю порцию бетонной смеси и вибрируют ее вдоль края. Если, нет перегородки, устанавливать виброрейку у края уложенного слоя нельзя, так как при этом край слоя будет оползать.

- 2 -

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

В стесненных местах (между колоннами, фундаментами под оборудование, верх которых расположен выше уровня пола) бетонную смесь заглаживают гладилкой (рис. 2а) на длинной рукоятке или полутерком (рис. 2б).

Цементное молоко, выступающее на поверхность подстилающего слоя или покрытия при уплотнении бетонной смеси, удаляют легким скребком с резиновой лентой (рис.

2в).

Рисунок 2. Ручной инструмент для заглаживания поверхностей бетона: а — гладилка, б — деревянный полутерок, в — скребок с резиновой лентой для удаления цементного молока, г — гладильная доска, д — прорезиненная лента, е — кельма.

Рисунок 3. Машина СО-103 для затирки и выравнивания бетонных поверхностей: 1 — затирочный диск, 2 — съемные колеса, 3 — рукоятка управления, 4 — выключатель, 5 — кабель, 6 — электродвигатель, 7 — вспомогательная рукоятка для перестановки машины.

Поверхность чистого бетонного пола через некоторое время после укладки по еще не затвердевшему бетону затирают с помощью машины СО-103 (рис. 3) или СО-89. Машина имеет затирочный диск 1 диаметром 600 мм, который приводится во вращение электродвигателем 6 мощностью 1,5 кВт. Диск совершает поступательные вращения, выравнивая и заглаживая при этом бетонную поверхность пола. Масса машины 100 кг. Производительность 40 м2/ч. Обслуживает машину один рабочий. Машина снабжена съемной парой колес 2 для ее перемещения.

При малых объемах работ окончательно отделывают поверхность бетонного пола гладильной доской (рис. 2г) или брезентовой прорезиненной лентой (рис. 2д) шириной 300— 400 мм, концы которой прикреплены к валикам, служащим ручками. Длина ленты должна быть на 1 —1,5 м больше ширины бетонируемой полосы.

Через 30 мин после окончания бетонирования рабочие лентой заглаживают уплотненный бетон. К этому времени на поверхности бетона выступает тонкая пленка воды, которую рабочие сгоняют, затирая поверхность легкими продольными и поперечными движениями ленты. Рабочие через 15—20 мин возвращаются к заглаженному слою и окончательно заглаживают бетон более короткими движениями ленты.

- 3 -

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

Примерно через 30 мин после этого бетон обрабатывают с перекидного мостика металлическим полутерком, обнажая зерна гравия (щебня), что создает хорошее сопротивление поверхности бетона истиранию. Если высокой прочности на истирание не требуется, то по бетонной подготовке устраивают цементный пол из слоя цементного раствора, приготовленного на крупном песке.

Для придания полу повышенной плотности применяют железнение поверхности бетона: механическое — с помощью затирочной машины СО-10З или ручное — стальными кельмами (рис. 2е). Железнение заключается в том, что сухой и тщательно просеянный цемент втирают стальным инструментом в поверхность влажного бетона до появления на нем ровного блеска. Если бетон уже подсох, то перед подсыпкой цемента поверхность смачивают водой до насыщения.

Стены и перегородки.

Стены и перегородки в разборно-переставной опалубке бетонируют без перерыва участками высотой не более 3 м.

При подаче бетонной смеси с высоты более 2 м применяют звеньевые хоботы. Тонкие стены и перегородки толщиной менее 15 см, где применять хоботы невозможно, бетонируют ярусами высотой до 2 м, при этом с одной стороны опалубку возводят сразу на всю высоту. К этой опалубке крепят арматуру. Вторую сторону опалубки возводят сначала на высоту одного яруса, а по окончании бетонирования яруса монтируют опалубку второго яруса и т. д. Уплотняют бетонную смесь глубинными или наружными вибраторами. Возобновляют бетонирование на следующем по высоте участке стены или перегородки лишь после устройства рабочего шва.

При необходимости бетонирования без рабочих швов участков стен и перегородок высотой более 3 м необходимо устраивать перерывы в работе для осадки бетонной смеси. Продолжительность перерывов должна быть не менее 40 мин и не более 2 ч.

При бетонировании стен резервуаров для хранения жидкостей необходимо непрерывно укладывать бетонную смесь на всю высоту слоями высотой не более 0,8 длины рабочей части вибратора. В исключительных (аварийных) случаях разрешается устраивать рабочий шов с последующей тщательной обработкой его поверхности. Стыки стен и днища резервуаров выполняют в местах, предусмотренных проектом.

Вбольших резервуарах окружность делят на секции вертикальными швами и бетонируют секционно, но лучше и такие резервуары бетонировать по всей окружности непрерывно.

Для придания поверхностям днищ и стен резервуаров большей водонепроницаемости применяют железнение.

Стены в вертикально-скользящей (подвижной) опалубке начинают бетонировать, наполняя форму бетонной смесью на половину ее высоты, в два или три слоя с уплотнением вибраторами. На укладку двух (трех) слоев бетонной смеси по всему периметру следует затрачивать не более 3,5 ч. Затем опалубку отрывают и поднимают (непрерывно) со скоростью 30— 60 см/ч до момента заполнения опалубки бетонной смесью на всю высоту.

Вдальнейшем бетонную смесь укладывают в форму непрерывно слоями по 200— 250 мм, не доходя до ее верха на 50 мм. Обычно слои укладываемой бетонной смеси принимают по высоте не более 200 мм в тонких стенах (толщиной до 200 мм) и не свыше 250

ммв остальных конструкциях. Следующий по высоте слой начинают укладывать только после окончания укладки предыдущего на заданную высоту по всему периметру опалубки.

Для приготовления бетонной смеси применяют портландцемент марки не менее 400 с началом схватывания не ранее 3 ч и концом схватывания не позднее 6 ч. Водоцементное отношение должно быть не более 0,5 для районов с суровым климатом и 0,55 — для остальных районов.

-4 -

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

Размер зерен крупного заполнителя должен быть не более 1/2 наименьшего размера поперечного сечения бетонируемой конструкции, а для густоармированных конструкций — не более 20 мм.

Бетонную смесь в подвижные формы подают бадьями или бетононасосами. При заполнении углов форм применяют лопаты и ковши.

Бетонную смесь уплотняют вибраторами с гибким валом или штыкуют вручную шуровками (металлическими стержнями). Во избежание повреждения нижележащих слоев бетона нельзя упирать вибронаконечник в опалубку или арматуру.

Темп укладки бетонной смеси определяется наиболее выгодной рабочей скоростью подъема форм, исключающей возможность как сцепления уложенного бетона с опалубкой, так и оползания его по выходе из форм. При такой скорости бетон, освобождающийся от опалубки, на ощупь твердый, но следы от щитов опалубки на нем легко заглаживаются. Прочность его на сжатие равна примерно 0,8—1 МПа.

При скользящей опалубке не следует допускать перерывов в бетонировании продолжительностью более 2 ч. При более длительных перерывах необходимо продолжать медленный подъем форм до момента появления между бетоном и стенками опалубки различимого на глаз зазора.

Поверхность стен, бетонируемых в скользящей опалубке, затирают сразу по выходе бетона из форм, используя специальные подмости, подвешенные к формам. Бетон затирают стальными терками без добавления раствора, лишь слегка смачивая его водой с помощью кисти. Одновременно заделывают раковины и исправляют дефекты бетонирования.

При сухих ветрах или температуре наружного воздуха 30°С и выше от козырька опалубки до настила подмостей делают защитные фартуки из брезента, мешковины, Забетонированная часть конструкции (сооружения) высотой не более 10 м должна быть освидетельствована, чтобы было можно корректировать ее положение. Результаты освидетельствования и приемки заносят в журнал производства работ.

Стены в горизонтально-скользящей (катучей) опалубке при возведении конструкций большой протяженности (подпорных стен, тоннелей, коллекторов, водоводов и других сооружений, возводимых открытым способом) бетонируют поярусно. Бетонную смесь, приготовленную на портландцементе марки не менее 400 с началом схватывания не ранее 1 ч и концом схватывания не позднее 6 ч, укладывают на всю высоту опалубочного щита непрерывно, не доходя до верха щитов на 50—70 мм. Опалубку перемещают по горизонтали на следующую позицию после набора уложенным бетоном требуемой распалубочной прочности.

Колонны

Колонны со сторонами сечения от 0,4 до 0,8 м при отсутствии перекрещивающихся хомутов бетонируют без перерыва участками высотой не более 5 м, свободно сбрасывая в опалубку бетонную смесь непосредственно из тары. При спуске бетонной смеси с большей высоты применяют звеньевые хоботы.

Колонны со сторонами сечения менее 0,4 м и колонны любого сечения, имеющие перекрещивающиеся хомуты, которые вызывают расслоение бетонной смеси при ее падении, бетонируют без перерыва участками высотой не более 2 м. В этом случае бетонную смесь подают через окна, устраиваемые в боковых стенах опалубки. Уплотняют бетонную смесь глубинными или наружными вибраторами. Следующие по высоте участки бетонируют только после устройства рабочего шва.

При большей высоте участков колони, бетонируемых без рабочих швов, необходимо устраивать перерывы в бетонировании для осадки бетонной смеси. Продолжительность перерыва должна быть не менее 40 мин и не более 2 ч.

Для строгого соблюдения толщины защитного слоя в колоннах применяют специальные прокладки, изготовленные из цементного раствора и прикрепляемые до бетониро-

- 5 -

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

вания к стержням арматуры вязальной проволокой, заложенной в прокладки при их изготовлении.

Опалубку высоких колонн монтируют только с трех сторон, а с четвертой ее наращивают в процессе бетонирования. Если над колоннами расположены балки и прогоны с густой арматурой, не позволяющей бетонировать колонны сверху, то бетонировать их разрешается до установки арматуры примыкающих к ним балок.

Колонны, как правило, бетонируют на всю высоту этажа без рабочих швов. Рабочие швы можно устраивать только на уровне верха фундамента А— А (рис. 4а) или у низа прогонов и балок Б — Б.

Рисунок 4. Расположение рабочих швов при бетонировании колонн: а — колонна, поддерживающая ребристое перекрытие, б — колонна с подкрановыми балками, в — колонна безбалочных перекрытий, г — стойка и ригель рамы; 1 — фермы перекрытий, 2 — подкрановые балки, 3 — консоли для подкрановых балок; А—А, Б—Б, В—В, Г—Г

—положение рабочих швов.

Вколоннах промышленных цехов рабочие швы можно устраивать на уровне верха фундамента А — А (рис. 4б), на уровне верха подкрановых балок Б — Б или на уровне низа консолей (выступов) В—В, поддерживающих подкрановые балки. В колоннах безбалочных перекрытий можно устраивать швы на уровне верха фундамента А — А (рис. 4в)

иниза капителей Б — Б. Капитель следует бетонировать одновременно с плитой перекрытия. Рамные конструкции возводят с перерывом между бетонированием колонн (стоек) и ригелей рам, устраивая рабочие швы у низа или верха скоса (вута) Г—Г (рис. 4, г).

Перекрытия и отдельные балки.

Перекрытия (балки и плиты), монолитно связанные с колоннами и стенами, бетонируют не ранее чем через 1—2 ч после бетонирования колонн и стен из-за необходимости первоначальной осадки уложенной в них бетонной смеси.

Балки (прогоны) и плиты ребристых перекрытий бетонируют, как правило, одновременно. Балки, арки и тому подобные конструкции при высоте более 80 см бетонируют отдельно от плит, устраивая рабочие швы на 2—3 см ниже уровня нижней поверхности плиты, а при наличии в плите вутов — на уровне низа вута плиты.

Для образования защитного слоя в балках и прогонах применяют специальные прокладки, изготовленные из цементного раствора, на которые устанавливают арматуру. Бетонщики по мере бетонирования слегка встряхивают арматуру с помощью металлических крючьев, следя за тем, чтобы под арматурой образовался защитный слой бетона необходимой толщины.

- 6 -

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

Рисунок 5. Расположение рабочих швов при бетонировании ребристых перекрытий в направлении, параллельном второстепенным (а) и главным (б) балкам.

Вбалки и прогоны бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями толщиной 30—50 см в зависимости от типа применяемого вибратора. Если балки густо армированы, то при бетонировании применяют глубинные вибраторы ИВ-75, ИВ-66. В прогонах

ибалках больших размеров бетонную смесь уплотняют вибраторами ИВ-67 или ИВ-79. В местах пересечения арматуры прогонов и балок при невозможности применения вибраторов бетонную смесь уплотняют штыкованием.

Вплиты бетонную смесь укладывают по маячным рейкам, которые устанавливают на опалубке рядами через 2— 2,5 м и прикрепляют к бобышкам, расположенным на опалубке. Верхнюю плоскость рейки располагают на уровне верха плиты. После снятия реек

ибобышек оставшиеся в плите углубления заполняют бетонной смесью.

Выравнивают и заглаживают поверхность плиты затирочной машиной СО-103, а при малых объемах работ — правилом и гладилками.

Рабочий шов при бетонировании плоских плит можно устраивать в любом месте параллельно меньшей стороне плиты. При бетонировании ребристых перекрытий в направлении, параллельном второстепенным балкам, а также отдельных балок шов устраивают в пределах средней трети пролета балок (рис. 5а), а при бетонировании в направлении, параллельном главным балкам, — в пределах двух средних четвертей пролета балок и плит (рис. 5б). У опор рабочие швы устраивать нельзя, так как впоследствии в швах могут появиться трещины. В балках и плитах рабочие швы должны быть вертикальными, поэтому в намеченных местах перерыва бетонирования в плитах ставят рейки по толщине плиты, а в балках — щитки с вырезами для пропуска арматуры.

Арки и своды.

Своды большой протяженности делят по длине на отдельные участки бетонирования рабочими швами, перпендикулярными образующей свода. Бетонную смесь укладывают на каждом участке арок и сводов одновременно с двух сторон от пят к замку (от опор к середине), что обеспечивает сохранность проектной формы опалубки в течение всего периода бетонирования.

Рисунок 6. Расположение усадочных швов в своде: 1 — пяты свода, 2 — усадочные швы, 3 — замковая полоса; I, II, III — порядок бетонирования.

- 7 -

Технология строительных процессов.

Лекция 7.7.

Если возникает опасность выпучивания, т. е. поднятия опалубки у замка (ключа) свода или арки во время бетонирования боковых частей, то не забетонированный участок опалубки в замке временно нагружают (например, мешками с песком). При крутых сводах участки у опор бетонируют в двусторонней опалубке, причем вторую (верхнюю) опалубку устанавливают отдельными щитами по ходу бетонирования.

Промежутки между полосами (усадочные швы) 2 (рис. 6), оставляемые шириной примерно 300—500 мм, бетонируют, после того как произойдет основная усадка бетона в полосах II и III, т. е. через пять дней после окончания их бетонирования. Усадочные швы бетонируют малоподвижной бетонной смесью, которую вибрируют. Затяжки сводов и арок, имеющих натяжные приспособления, бетонируют после подтягивания этих приспособлений.

В сводах бетонную смесь уплотняют поверхностными вибраторами ИВ-91, а при густом армировании ее предварительно прорабатывают вибраторами ИВ-66, ИВ-67 или ИВ-79.

Сроки и порядок раскружаливания арок и сводов устанавливаются проектом сооружения.

- 8 -