Белорусская опалубка на московских объектах

"СиН" продолжает знакомить читателей с новой конкурентоспособной опалубочной системой Модостр, разрабатываемой по заданию Минстройархитектуры РБ в БелНИИС под научным руководством зам. директора института канд. техн. наук М. Ф. Марковского, ее возможностями и реализованными с ее помощью задачами.

БелНИИС имеет отличную репутацию по части разработки и внедрения опалубочной техники не только в Республике Беларусь, но и за ее пределами. Системная опалубка Модостр отличается надежностью, технологичностью, высоким качеством и, естественно, обладает конкурентоспособностью на нашем строительном рынке, так как стоимость ее в 3-4 раза ниже стоимости зарубежных аналогов. Основа успеха - в максимальном задействовании лучших достижений опалубочной техники, смелых инженерных и технологических подходах к разработке новых опалубок, научном обосновании этих подходов. Правильный учет всего многообразия технологических факторов позволяет разрабатывать новые опалубки и технологии на самом высоком европейском уровне. Новые реалии и возможности системных опалубок и технологий возведения монолитных конструкций на их основе требуют принципиально новых подходов к процессу проектирования таких зданий и сооружений. Становится совершенно очевидным, что системные опалубки резко расширяют границы области применения монолитного бетона, что подтверждает и мировая практика. Задача дня состоит в переводе технологии монолитного бетонного строительства на индустриальную основу при круглогодичном ее применении в различных природно-климатических условиях. Это закономерный и объективный процесс. В указанных условиях как никогда велика зависимость конечных технико-экономических показателей реальных проектов (особенно сроков возведения объектов) от технологии опалубочных и бетонных работ. Поэтому уже на стадии разработки основных объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, возводимых с применением монолитного бетона, наряду с проектировщиками в процессе должны принимать самое непосредственное участие технологи производства опалубочных и бетонных работ, в совершенстве владеющие вопросами применения системной опалубки Модостр.

В связи с началом полномасштабного перехода к освоению каркасных зданий БелНИИС открывает новые возможности системной опалубки Модостр применительно к этому виду строительства, обеспечивая его конкурентоспособность не только на внутреннем, но и на внешнем (российском) рынке. Новая опалубка и технология возведения монолитных каркасных зданий разработаны и успешно апробированы в кратчайшие сроки. Весьма показателен в этом плане опыт строительства 9-этажного монолитного гаража на 830 машино-мест в г. Москве, осуществленного силами гомельского арендного строительно-монтажного треста № 27. Проектирование гаража осуществлял "Гомельпроект". БелНИИС была предложена и разработана новая опалубка системы Модостр и технология возведения монолитного каркаса. Технологические возможности и особенности опалубки были полностью учтены при разработке самого проекта, что обеспечило его высокую эффективность.

9-этажный гараж представляет собой квадратное в плане здание размером 48х48 м. Гараж выполнен по каркасной схеме: монолитные колонны и перекрытия. Расстояния между осями колонн составляют 6,6; 6 и 4,2 м при высоте этажа 2,65 и 4,15 м. Толщина монолитного перекрытия принята равной 160 мм. В проекте применены колонны круглого сечения диаметром 500 мм для нижних этажей и 400 мм - для верхних. Опирание перекрытия на колонну осуществлено через капители (размеры в плане - 1800х1800 мм). Для реализации проекта впервые применен ряд новых опалубок, не имеющих аналогов в отечественной практике. Опалубка круглых колонн со съемными капителями выполнена из двух разъемных сегментов, соединяемых замками-зажимами. Шаг и расстановка замков по высоте колонны определены из условия восприятия ими гидравлических распорных давлений бетонной смеси. Конструкция опалубки позволяет наращивать ее по высоте. Капитель выполнена также разъемной и универсальной, единой для колонн диаметром 400 и 500 мм, что резко снижает материалоемкость опалубки. Важным элементом является система закрепления и выверки опалубки на перекрытии. Регулируемые телескопические подкосы обеспечивают плавную и точную проектную установку опалубки. Применение опалубки Модостр позволяет получить высокое качество бетонных колонн и точность их установки.

Одна из последних новинок отечественной опалубочной техники представлена передвижной опалубкой-столом для бетонирования монолитных перекрытий. В основу опорной системы стола положена разная система башенного типа, имеющая ряд преимуществ.

Во-первых, это - самая быстрая система с точки зрения ручной сборки и разборки. При монтаже в вертикальном или горизонтальном положении требуется мало времени, но быстрее и предпочтительнее работать в горизонтальном положении. Возможно монтировать и собирать систему с участием только двоих рабочих, которые не обязательно должны иметь опыт работы.

Во-вторых, наращивание по высоте производится ступенчато с последующей плавной регулировкой нижними опорными домкратами. На строительстве гаража осуществлялось наращивание высоты стола с 2,65 до 4,15 м.

В-третьих, это - самая легкая в эксплуатации несущая опорная система, состоящая из разборных универсальных трубчатых элементов и струнных связей. Самые тяжелые из этих элементов весят всего 24 кг.

В-четвертых, универсальность системы позволяет применять ее в любом месте. Неровная площадка, различные высоты не создают трудностей. Все это регулируется с помощью домкратных опор, обеспечивая компенсацию разбежки по высоте в пределах 300 мм.

Нижний домкрат стола выполняется с шарнирным присоединением к опорной площадке. Практически любая поверхность опирания стоек системы является неровной. Шарнирное присоединение позволяет устанавливать опорную площадку с учетом откосов, приспосабливаясь к уклону в пределах 6%. Таким образом, устраняется эксцентриситет приложения нагрузки к опорной плите, отпадает необходимость в отдельных регулировочных деталях. Опорная система унифицирована, а верхняя палуба стола может принимать любую конфигурацию в плане.

Для бетонирования контурных ригельных частей перекрытия применяют систему подвесных площадок с ограждающими съемными щитами, настила и ограждений. Минимальная материалоемкость столов позволяет вручную осуществлять их перемещение на новую захватку. В опалубке хорошо продумана и отработана система устройства рабочих швов, распалубки и совмещения столов, предусмотрены меры по технологическим зазорам между столом и капителью, способ крепления доборных щитов и многое другое. Все эти опалубки технически и технологически совместимы с ранее разработанными - мелкощитовой Модостр и Модостр-комби, что и объединяет их в единую опалубочную систему.

Возведение гаража велось в различных погодных условиях: как при положительных, так и при отрицательных температурах наружного воздуха. Качество бетонируемых конструкций зависит и от качества самой бетонной смеси, а темп набора распалубочной прочности влияет на оборачиваемость опалубки. Поэтому для монолитных конструкций использовались комплексные химические добавки, позволяющие пластифицировать бетонную смесь и ускорять темпы набора прочности. В БелНИИС профессором, доктором технических наук Н. П. Блещиком разработаны и внедрены комплексные химические добавки на основе применения полиметаллических водных концентратов, позволяющие резко повысить темп набора распалубочной прочности бетона и существенно снизить потребление электроэнергии при тепловой обработке бетона в зимних условиях.

Распалубку колонн с капителями в летний период можно осуществлять непосредственно на второй день после бетонирования. Распалубка монолитного перекрытия в осенний период осуществлялась через 2,5 суток после бетонирования при температуре наружного воздуха ночью около 0°С, днем - 15-16°С. Распалубочная прочность при этом достигала 16 МПа при проектной для перекрытия 40 МПа. В зимний период года использовали комбинированный способ бетонирования. Опалубка-стол оснащалась плоскими асбестоцементными нагревателями с последующим нанесением на щиты пенополиуретановой теплоизоляции. Прогрев бетона колонн с капителью осуществляли греющими проводами. Верхнюю поверхность бетонного покрытия укрывали дополнительно переносными тепляками. Применение бетона с комплексными добавками делает возможным доведение его периодического прогрева лишь до температуры 40-50°С. Общий режим выдержки бетона перекрытий в зимний период таков: периодический прогрев бетона до температуры 40-50°С, выдержка и распалубка через двое суток при температуре наружного воздуха минус 15-20°С. В летний период распалубка осуществляется через двое суток без прогрева. Применение монолитного каркаса и современной опалубочной системы позволяет существенно снизить расход арматуры и бетона по сравнению со сборным вариантом гаража и уменьшить его реальную стоимость на 20%.

Расход арматуры на 1 м 2 общей площади гаража при его возведении по сборному варианту составляет 17,5 кг, по монолитному - 13,6 кг. Расход бетона - соответственно 0,263 и 0,198 м 3.

В деле успешного освоения и внедрения новых технологий большая роль отводится инженерным службам строительных организаций, поскольку их опыт и инженерная интуиция позволяют действительно достичь впечатляющих результатов. Об одном из таких инженеров нового склада, инициативном, с творческим подходом ко всему новому следует сказать особо. Это технический директор гомельского арендного строительно-монтажного треста № 27 А. А. Кравец. Тесное сотрудничество с БелНИИС позволяет тресту достигать новых и новых впечатляющих результатов, выигрывать тендеры в России и Беларуси.

Новые технологические возможности опалубочной техники особенно наглядно раскрылись при возведении силами АСМТ №27 6-этажного офисного здания по Севастопольскому проспекту в г. Москве. Административное здание имеет размеры в плане 36х36 м с нерегулярной сеткой колонн. Переменна и высота этажа, составляющая 4,2 и 3,9 м. Как видим, само здание имеет повышенную высоту при нерегулярной сетке колонн. Кроме этого, необходимо было устраивать в перекрытии контурные монолитные участки круглого очертания, монолитные шахты лифтов и монолитные лестницы. Основные положения нашей инженерной стратегии в создании скоростной технологии строительства - следующие.

Во-первых, это применение опорной системы Модостр как базового технологического элемента для возведения сборно-монолитного каркаса. При этом необходимо использовать отработанный и проверенный практикой вариант опорных башен с их высотой до 3 м с необходимым наращиванием башен по высоте.

Во-вторых, для улучшения качества лицевых поверхностей монолитных ригелей целесообразно оснастить комплект оснастки опалубочными щитами Модостр-комби с финской фанерой. Это же мероприятие одновременно ускоряет и темп сборки опорной опалубки.

В-третьих, это использование специальной оснастки для контурных ригелей, формирующей нижнюю и боковую поверхности бетонируемых конструкций.

В-четвертых, применение для возведения лифтовых шахт специальной опалубки на базе мелких щитов Модостр-комби и специализированных самофиксирующих переставных площадок и крепежа.

Опалубочная оснастка запроектирована на захватку - этаж. Технологическая особенность оснастки заключается в ее гибкости, универсальности и адаптируемости к любым объемно-планировочным решениям. При высоте этажа до 4,2 м применены модифицированные опорные башни с наращиванием по высоте. Для наращивания башни по высоте применены унифицированные трубчатые рамки, соединяемые специальными вставками, одновременно центрирующими и фиксирующими опорные несущие элементы. Пространственная устойчивость сборно-разборной башни обеспечивается связями. Грубая настройка по высоте осуществляется ступенчато через 75 мм, точная - плавно (0-75 мм). Нижняя опорная часть башни заканчивается опорными башмаками, обеспечивая равномерную передачу на нижележащие перекрытия. И вместе с тем вся опорная башня состоит из отдельных трубчатых элементов, вес которых не превышает 22 кг. Транспортировка оснастки на объект осуществляется в виде комплектов отдельных сборочных элементов автотранспортом, а сборка башен легко осуществима на самом объекте.

Учитывая технологические нагрузки при возведении несущих и связевых ригелей, предложено несколько типоразмеров опорных башен с различной несущей способностью. Расстановка их в плане здания также осуществляется в соответствии с нагрузками. Как показывает практика, опорные башни обеспечивают на стадии возведения пространственную устойчивость всего диска перекрытий.

Технология монтажа опалубки начинается с установки краном опорных башен под несущие и связевые ригели, на оголовки которых укладывают вручную балки и щиты. После установки и точной выверки по отметкам верха щитов ригеля приступают к монтажу плит перекрытия, укладывая их на опорные мостики. Конфигурация очертаний перекрытия не влияет на сам процесс возведения.

Монолитные участки между плитами перекрытия также весьма просто опалубливаются, а учитывая незначительные технологические нагрузки на опалубку, применяют для ее опирания удлиненные телескопические стойки. Формирование контурных ригелей диска перекрытия осуществляют щитами Модостр-комби длиной 3 м, обеспечивающими геометрическую точность конструкции и высокое качество лицевых поверхностей.

Конструктивное решение и технологию возведения офисного здания по праву можно отнести к уникальному опыту. Впечатляют масштабы и рекордные сроки строительства. Судите сами: один этаж площадью 1300 м возводится в течение одной недели. При этом пустотные плиты перекрытия и колонны поставляются в Москву из Гомеля. Арматурные, опалубочные и бетонные работы выполняются на месте на стройплощадке. Распалубка конструкций выполняется через двое суток. Обязательным условием скоростной технологии является использование модифицированных быстротвердеющих бетонов, разработанных в БелНИИС. Быстрые темпы роста бетона обеспечиваются за счет применения комплексных добавок. Это ускорители твердения - суперпластификаторы (такие, как ПВК-С3 или СН-С3).

При пониженных температурах наружного воздуха (ниже 10°С) успешно применяется комбинированный способ ускорения набора прочности - кратковременный (двухчасовой) прогрев монолитных конструкций из модифицированного бетона греющими проводами до температуры 30-40°С. Это резко активизирует набор прочности модифицированным бетоном.

При возведении АСМТ №27 монолитных и сборно-монолитных каркасных зданий в опалубочной системе Модостр в течение последних лет технологически отрабатывался вариант распалубки несущих конструкций перекрытий при достижении ими прочности только 50% вместо 70 или 80% от проектной, согласно СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции". В рассматриваемом здании при проектной прочности бетона монолитных ригелей В25 (М300) распалубку конструкций производили при прочности бетона, достигающей 15 МПа (50% от проектной). Но в этом случае в пролете ригеля или в центре монолитной плиты устанавливают страховочные опорные башни или отдельные телескопические стойки дополнительно на 1-3 суток до набора ими не менее 70-80% от проектной прочности. Предложенный и обоснованный технологический прием увеличивает оборачиваемость опалубки и опорной оснастки в два и более раз, тем самым значительно повышая темпы всего строительства.

Поскольку высота этажа - переменная и нетиповая, в здании запроектированы монолитные лестничные марши и площадки. И здесь с наилучшей стороны проявила себя опалубочная система Модостр. Опорные башни и телескопические стойки позволяют легко устраивать сложную опалубку лестничной клетки. Уникальность самого здания и его архитектура предусматривали сложные монолитные участки круглого очертания в углу здания. Опорная оснастка успешно справилась и с этой задачей. Были применены опорные башни высотой до 5 м, по которым укладывались несущие и распределительные балки и фанера в качестве палубы.

Возведение монолитных лифтовых шахт является весьма трудоемким процессом, поскольку необходимо обеспечить геометрическую точность шахты и высокое качество бетонных конструкций. В этих условиях роль опалубочной техники велика и этот технологический передел становится определяющим. В БелНИИС разработаны новая опалубка и технология возведения монолитных лифтовых шахт применительно к строительству комплекса офисных зданий по Севастопольскому проспекту в г. Москве, осуществляемому силами гомельского АСМТ №27. Технические и технологические особенности возведения лифтовых шахт заключаются в следующем.

Во-первых, шахты лифтов необходимо возводить в существующем здании, высота которого составляет около 90 м, то есть здание является высотным.

Во-вторых, лифтовой блок представляет собой спаренные шахты, включающие соответственно 5 и 3 отдельные шахты.

В-третьих, в местах расположения шахт уже смонтированы металлические несущие конструкции, которые необходимо обетонировать для повышения их несущей способности, так как сверху на них будет размещаться вертолетная площадка.

В-четвертых, весьма жестки допуски по вертикальному отклонению внутренних стен лифта, составляющие лишь 20 мм на всю высоту здания. Необходимо учитывать и переменную высоту этажей (4,5; 4,8; 3,3 и 6 м).

Отмеченные особенности значительно усложняют разработку ритмичной технологии. Кроме этого, необходимо учесть и тот факт, что технологическая операция только по подъему бадьи с бетоном и опусканию ее в шахту при высоте шахты, равной 90 м, занимает продолжительное время.

Инженерная концепция ритмичной технологии возведения монолитных спаренных лифтовых шахт базируется на применении мелкощитовой опалубки Модостр-комби, что позволяет осуществлять вручную монтаж и демонтаж опалубки, использовании передвижных самофиксирующихся рабочих площадок внутри шахт, на которых монтируются внутренние щиты и подвешивается вспомогательная оснастка, минимальном задействовании кранового оборудования на опалубочных и бетонных работах, а также на применении модифицированных бетонных смесей, обеспечивающих ускоренный набор прочности и распалубку конструкций. Незаменимы эти смеси и при бетонировании густоармированных стен.

Три шахты лифтового блока вплотную примыкают к существующим железобетонным колоннам. В проекте применили щиты высотой 1200 мм. А сама опалубка устраивается двухъярусной, высотой 2400 мм. Номенклатура щитов включает размеры по ширине от 100 до 900 мм. Угловые элементы наружные и внутренние выполнены высотой 1800 и 600 мм для обеспечения жесткости и вертикальности двух ярусов опалубки. Опирание внутренних щитов опалубки производится на рабочие опорные площадки. Опирание балок производится в гнездах бетонной стены с помощью шарнирных упоров одностороннего действия. При подъеме площадки краном упоры вращаются вокруг оси, выходя из каналов. При заходе в новое вышерасположенное гнездо упор занимает исходное рабочее положение. Снизу к рабочей площадке подвешиваются на гибких тяжах балки нижней обслуживающей площадки и устраивается сплошной дощатый настил. Эта площадка предназначена для устранения дефектов на внутренней поверхности шахты и крепления тяжей навесных кронштейнов. Гнезда в стенах образуются во время бетонирования специальными гнездообразователями, прикрепляемыми к щитам. Наружные щиты опалубки устанавливаются на существующее перекрытие или навесные подмости. Подача бетонной смеси в опалубку, вибрирование, арматурные работы вышележащей захватки производят с верхних съемных площадок, навешиваемы на балки-схватки верхнего яруса опалубки. Выравнивание плоскости щитов осуществляют балками-схватками.

В рассматриваемой опалубке применена новая конструкция проемообразователей с винтовыми распорками, обеспечивающая точность геометрических параметров проема и упрощение распалубливания.

Применение двухъярусной щитовой опалубки позволяет вписаться в существующую высоту этажа. Возможно применять крепление наружных щитов со сдвижкой на 300 и 600 мм по отношению к внутреннему ряду. Это необходимо использовать при опалубливании в зоне существующего перекрытия и сборного железобетонного ригеля, плотно прилегающих к шахтам лифта, что усложняет опалубочные работы.

При использовании бетона М350 необходимо было обеспечить ритмичное производство работ. Бетонирование стен производили бетонными смесями с подвижностью не менее 10 см с комплексными модифицированными добавками, разработанными в БелНИИС под руководством, проф. Н. П. Блещика. Применение модифицированных смесей позволило качественно уложить бетонную смесь в густоармированные стены (2 ряда сеток и существующие металлоконструкции) и в течение одной смены производить бетонирование, распалубку и перестановку на новую захватку опалубки. Наиболее нагружаемой частью стены во время ее возведения является зона под опорной площадкой в гнездообразователях, воспринимающая все нагрузки, поэтому прочность бетона при нагружении рабочей площадкой (начало бетонирования нового яруса по высоте) должна составлять не менее 10 МПа.

Отличительной особенностью специализированной опалубки является ее универсальность, взаимозаменяемость, адаптируемость к любым геометрическим параметрам, что и показывает опыт освоения новой технологии АСМТ №27.

Резюмируя вышеизложенное, можно констатировать, что опалубочная система Модостр обеспечивает конкурентоспособность технологии возведения сборно-монолитных каркасных зданий при высоких темпах строительства.

Михаил МАРКОВСКИЙ,фото автора