Опалубочные системы в строительстве

Выбор конструктивного решения вновь создаваемых объектов обусловлен в основном экономическими соображениями, но не последнюю роль играет и эстетический фактор. Ученые-физиологи установили, что созерцание стандартных многоэтажек, составляющих типичный городской пейзаж новостроек, негативно влияет на состояние человека. Для декоративного оформления лицевой поверхности бетона, наряду с окраской, могут применяться специальные матрицы, позволяющие получать различные фактурные поверхности. Современное строительство отличает применение все более оригинальных пространственных конструкций. По функциональным, а зачастую и экономическим показателям здесь на первое место выходит каркасная система возведения зданий. Каркасные конструкции отличает высокая несущая способность, сравнительно малый вес. Наружные стены в каркасных зданиях не являются несущими, поэтому прочностные характеристики стенового заполнения не играют большой роли, в отличие от бескаркасных систем. Строительство с применением опалубочных систем позволяет возводить здания любой этажности, поскольку несущий каркас из монолитного железобетона способен выдерживать большие нагрузки. Наиболее интересным со всех точек зрения является применение монолитного каркаса с перекрытиями на несущих колоннах. При этом оптимальным решением является использование так называемой плоской колонны (0,16х0,8 м), что обеспечивает большую жесткость конструкции. Применение монолитных каркасов позволяет отказаться от жестко нормированной в панельном домостроении высоты потолка и планировки помещений. Помимо перечисленных преимуществ, широко используются возможности опалубочных систем при возведении зданий рядом с уже существующими, где единственным правильным инженерным решением является устройство легкого монолитного каркаса. Применение сборных конструкций в условиях существующей застройки проблематично, так как монтаж таких элементов производится исключительно с помощью строительной техники, что требует дополнительной площади, и в большинстве случаев эффективно применение опалубочных систем, монтаж которых осуществляется вручную. �спользуются опалубочные системы и при реконструкции зданий, представляющих историческую ценность. В этом случае необходимым условием является применение быстросъемной опалубки. В исторической части городов большинство домов прошлого века возводилось с применением деревянных конструкций (междуэтажные перекрытия). Замена их на конструкции из монолита позволяет сохранить целостность фасадов, не нарушив архитектурный облик зданий. В настоящее время для возведения монолитных конструкций широко используются опалубочные системы, состоящие из набора модульных каркасных щитов и позволяющие получать различные конфигурации стен. Широко представлена опалубка для стен, перекрытий, колонн, опалубка круглых стен с изменяемым радиусом; туннельная опалубка для скоростного строительства жилья. По конструктивным особенностям современные опалубочные системы подразделяются на рамные и балочные. Оба вида опалубочных систем применяют при строительстве различных конструкций: стен малоэтажных и высотных зданий различной конфигурации, перекрытий, колонн, шахт лифтов и др. Основные требования, предъявляемые к опалубочным системам, — это конструктивная прочность, надежность и долговечность. В зависимости от назначения опалубка должна соответствовать требованиям по допустимым нагрузкам и прогибам, иметь достаточную жесткость, в противном случае в период укладки бетонной смеси она деформируется, изменяя формы железобетонных элементов, приводит к смещению и деформации арматурных каркасов и сеток и, как следствие, изменению несущей способности элементов. К опалубочным системам предъявляются высокие требования по точности изготовления и надежности, поэтому для производства качественной опалубки фирмы-изготовители применяют современное оборудование. Многолетний опыт работы и использование передовых технологий позволяют постоянно поддерживать высокое качество продукции. Фирмы, выпускающие опалубочные системы, постоянно занимаются усовершенствованием производимых элементов. Особое внимание уделяется вопросу долговечности и надежности конструкций опалубки и их составляющих. Несущая конструкция опалубки может быть изготовлена из различных материалов: стали, алюминия, древесины, пластика. Применяемый материал существенно влияет на многие технико-экономические аспекты при выборе опалубочной системы: цену, долговечность, оборачиваемость и др. Элементы опалубочных систем можно разделить на несущие и расходные (быстроизнашиваемые). �зготовление и обработка металлических несущих элементов опалубки производится в заводских условиях. Многоступенчатый технологический процесс включает предварительную обработку элементов, очистку, нанесение порошкового покрытия с последующей высокотемпературной обработкой. Такие мероприятия позволяют защитить металлические элементы опалубки от коррозии, атмосферных воздействий, обеспечивают быструю очистку элементов. Металлические элементы имеют достаточно сложную конфигурацию и для снижения массы изготавливаются из тонкостенных материалов методом гнутья или экструзии. Для изготовления современных опалубок применяют высокопрочную оцинкованную, а также гальванизированную сталь с последующим нанесением порошкового покрытия. Опалубки могут изготавливаться из стали, алюминия, а также в комбинации с элементами из других материалов. Активно используются строительной индустрией сплавы алюминия. Алюминиевая опалубка легче стальной в три раза при тех же прочностных и деформационных характеристиках. Это существенно уменьшает стоимость и трудоемкость транспортировки и монтажа опалубки. Для защиты от коррозии металлические элементы покрываются смесью из синтетических смол. Алюминиевые элементы легче подвержены деформации, чем стальные. Вместе с тем, проблем с утилизацией элементов из алюминия не существует, так как они полностью пригодны для повторной переработки. Для изготовления деревянных несущих элементов, например балок, широко применяют клееную древесину. Это обусловлено ее относительно низкой ценой. Клееные элементы обладают малой деформативностью и высокой прочностью. Для обеспечения длительного срока службы деревянные элементы обрабатываются специальными составами, а при механических повреждениях подлежат ремонту. Среди материалов, применяемых для расходных (быстроизнашивающихся) элементов, можно выделить фанеру, сталь, пластик, дерево. Основой рамных опалубочных систем для стен являются каркасные щиты, состоящие из несущей металлической рамы (стальной или алюминиевой), ребер жесткости и опалубочной плиты. Опалубка с рамой из замкнутого коробчатого полого профиля имеет более высокую несущую способность, чем другие конструкции. Отверстия в металлических профилях предназначены для соединения двух щитов между собой швупп-стержнями. Металлический каркас не только обеспечивает необходимую жесткость опалубочной конструкции, но и значительно облегчает и ускоряет монтаж модульных элементов. Опалубочная плита из многослойной фанеры, а у ряда фирм — из пластика, крепится заклепками или винтами-саморезами с противоположной стороны палубы. Перед бетонированием поверхность плиты обрабатывается специальным составом, обеспечивающим в дальнейшем легкий демонтаж опалубки. Ряд фирм предлагает опалубочные плиты из металла. В прошлом году, как альтернатива традиционной фанере, появился новый материал, созданный немецкими специалистами и представленный на рынке опалубок фирмами MEVA, NOE. Новая опалубочная плита представляет собой пятислойную «сэндвич»-панель, состоящую из слоя пенопропилена, облицованного с двух сторон алюминиевым листом и слоем РР-полипропилена. Новый опалубочный материал обладает следующими техническими параметрами: низкая гигроскопичность; меньший вес по сравнению с фанерными щитами; стойкость к ультрафиолетовому излучению; стойкость к механическим повреждениям; малая прилегаемость к бетону и упрощенная очистка. Верхний полипропиленовый слой не расслаивается при забивании гвоздей, а при механических повреждениях (отверстия, царапины) плиты восстанавливаются с помощью специальных приспособлений: поврежденная поверхность заполняется разогретым материалом, аналогичным по составу материалу плиты, а после затвердения массы производится выравнивание шлифовальным прибором. Для получения ровной бетонной поверхности важным моментом является сохранение геометрии. Это достигается целым комплексом работ. Каждая фирма-производитель изготавливает оригинальные замки, позволяющие осуществлять надежное и прочное крепление элементов. Такие детали легко монтируются и обеспечивают ровные стыки элементов. Соединения между элементами опалубки выполняются таким образом, что каркас системы может воспринимать высокие нагрузки на сжатие, растяжение и изгиб. Еще одним преимуществом крепежных систем опалубки является то, что они могут быть собраны вручную с применением простейших инструментов. Отличительной чертой современных опалубок является их универсальность. Щиты опалубки можно устанавливать в вертикальном и горизонтальном положении, рядом друг с другом или один над другим. При этом необходимо минимальное количество соединительных элементов (замков, анкерных элементов и др.). Для получения нужного размера применяют деревянные вставки между щитами. При этом необходимо использовать металлические накладки (траверсы). Применение траверс дает возможность компенсировать напряжения, возникающие при использовании деревянных вставок. Равномерное распределение нагрузок внутри опалубки достигается за счет специальных анкерных швупп-стержней. Большинство фирм предлагают практические решения по опалубливанию торцов, уступов и примыканию к существующим стенам. Не менее тщательно продумано и выполнение угловых соединений элементов опалубки. В номенклатуре изделий, предлагаемых производителями, есть специальные угловые элементы, позволяющие соединять опалубочные модули перпендикулярно по отношению друг к другу и под различными углами. Для этого предназначены жесткие шарнирные угловые элементы. Для установки, рихтовки и распалубки к рамным элементам крепятся подкосы. Они имеют различные размеры и конструкции и подбираются в зависимости от высоты опалубливаемой конструкции. Подбор размеров модульных элементов опалубки варьируется в зависимости от области применения системы и задач, которые возлагаются на опалубку. Как правило, конструкция опалубки и размер модульных элементов определяется после рассмотрения чертежей объекта. Однако большинство опалубочных систем собирается на основе базовых модульных элементов. Стеновая балочная опалубочная система включает в себя балки, опалубочные плиты, элементы крепления, подпорные элементы, стальные пояса, подмости для бетонирования. Основой балочных опалубочных систем являются деревянные балки двутаврового сечения, выдерживающие значительную нагрузку, а также балки из стального профиля. Длина балок, как правило, нормирована. Для обеспечения долговечности на балки крепятся наконечники, предотвращающие откалывание пояса балки. Балки устанавливаются с определенным шагом, и к ним крепятся опалубочные плиты. Большинство фирм-производителей изготавливают опалубочные плиты из древесины, что обусловлено ее относительно низкой ценой. Следует отметить, что деревянные опалубочные плиты чаще, по сравнению с остальными элементами, нуждаются в ремонте и замене. Системы опалубки для перекрытий выбирают в зависимости от конструктивных особенностей здания, толщины перекрытия, оборачиваемости опалубки. Рамные системы с падающей головкой позволяют демонтаж опалубки уже на 2—3 день после бетонирования, благодаря особенностям конструкции. Стойки с головками продолжают поддерживать бетонное перекрытие до достижения необходимой прочности, а балки и щиты монтируются на следующем участке. Практически все фирмы-производители изготавливают традиционную балочную систему на основе клееных деревянных балок. При возведении каркаса здания без наружных стен могут применяться так называемые столы. Монтаж осуществляется с использованием крана. Столы сконструированы так, чтобы после затвердения бетона они могли выкатываться со стороны фасада и перемещаться на следующий участок. Для распалубливания конструкции предусмотрено специальное оборудование для выкатывания столов из-под перекрытия. При строительстве жилых зданий и объектов общественного назначения экономически целесообразно применение туннельной опалубки. Основным элементом туннельной опалубки является полутуннель, а при необходимости применяются вставки. Туннельная опалубка предназначена для одновременного опалубливания стен и перекрытий секций, что дает возможность получать идеальный стык между ними. Монтаж и демонтаж туннельной опалубки осуществляется при помощи крана. Ряд фирм предоставляют специально разработанную опалубку для лифтовых шахт. Отдельно следует сказать об опалубочной системе Aluma Systems. Система включает набор унифицированных несущих элементов из алюминиевого сплава, из которых собирают формы различных размеров и несущей способности, в зависимости от технологии возведения, скорости бетонирования, нагрузок и других характеристик монолитных конструкций. После сборки каркаса на него по размерам панели крепят фанерную палубу. Данную опалубку применяют для широкого спектра зданий и сооружений. На строительный объект опалубочные системы доставляются в разобранном виде, что удобно для складирования и транспортировки. Монтаж современных опалубочных систем осуществляется как вручную, так и при помощи строительного оборудования: кранов, подмостей, лесов. Для предварительного монтажа непосредственно на стройке требуется подготовленная площадка и соответствующие машины. Так как элементы опалубки изготавливаются из разных материалов, то срок их службы тоже различен. Опалубочная плита, изготовленная из фанеры, изнашивается быстрее рамы, выполненной из металла, поэтому большинство фирм предлагает услуги по регенерации опалубки. Очистка опалубки, как правило, выполняется в заводских условиях. Регенерация происходит следующим образом: производится ремонт рам, удаление краски и ржавчины, затем наносится защитный состав, после чего монтируется новая палуба. Основными потребителями опалубок являются организации, специализирующиеся на монолитном строительстве. Возросшая потребность российских строителей в качественном опалубочном оборудовании привлекает на российский рынок все больше иностранных и отечественных производителей. Как уже отмечалось, на российском рынке опалубочные системы представлены в основном зарубежными фирмами. Налажена широкая сеть представительств, предлагающих опалубочные системы, с обслуживанием, ремонтом и обучением персонала. Кроме того, фирмы поставляют и всю необходимую оснастку для возведения конструкций. Многие отечественные предприятия разрабатывают новые конструкции опалубки, отвечающие современым требованиям («Старооскольская опалубка», «СтройМеталКонструкция» и др.), спрос на которые растет в регионах. Отечественные заводы-изготовители предоставляют возможность приобрести имеющуюся в наличии опалубочную систему, спроектировать и изготовить любую требуемую форму. Также предоставляются услуги по обучению персонала, осуществляется сопровождение монтажных работ на объекте. При выборе опалубки необходимо знать, является ли она универсальной системой, позволяющей создавать конструкции любых типов. Такая опалубочная система может применяться для бетонирования самых различных конструкций. Например, при использовании стандартных модульных элементов можно выполнять бетонирование колонн различного сечения, конструкций с закругленной в плане конфигурацией и др. В зависимости от назначения опалубливаемой конструкции варьируются и размеры элементов опалубки. В основном они имеют размеры, кратные определенному модулю. Все элементы одного вида опалубки легко стыкуются друг с другом при помощи различных соединительных элементов. Большинство фирм, разрабатывая новые виды опалубки, учитывают возможность комбинации отдельных элементов и их стыковку с другими видами опалубок, произведенных той же фирмой-изготовителем. Это упрощает ведение строительных работ в случае приобретения заказчиком новых элементов. Большую роль при выборе первоначального комплекса опалубки играет наличие программного обеспечения. На основании проект-ной документации заказчика и предполагаемых сроков строительства осуществляется компьютерное планирование последовательности опалубочных работ. Наличие точной спецификации элементов необходимо для определения того количества опалубки, которое требуется для данного проекта. Благодаря применению компьютерных программ строители получают детально проработанные планы, разрезы. Техническая разработка при помощи компьютера позволяет заказчикам сократить сроки возведения зданий и снизить затраты на строительство. Кроме того, заказчик получает необходимую техническую документацию по применению опалубочной системы, а также смету. При поставке оборудования заказчику предоставляются дополнительные услуги по обучению персонала и техническому сопровождению проекта с присутствием специалистов фирмы непосредственно на стройплощадке. Все эти данные позволяют вести комплексный технико-экономический расчет. Особенно важным является сравнение применения разных опалубочных систем. На экономичность системы опалубки оказывают влияние следующие основные факторы: стоимость комплекта; количество, совместимость и оборачиваемость деталей систем; простота в обращении; долговечность; расходы на ремонт; транспортировка. На сегодняшний день опалубочные системы иностранного производства относительно дорогостоящи, но их плюсом при выборе является детальная отработка всех узлов, проверенная многолетним опытом строительства. Ряд фирм, наряду с продажей, предоставляет опалубочные системы в аренду, осуществляя полный комплекс услуг по проектированию необходимого оборудования, обучению персонала, замене в случае необходимости элементов. Аренда опалубки становится выгодна по сравнению с приобретением в собственность, если предприятие не специализируется на монолитном строительстве и опалубка необходима на непродолжительный период времени. На российском рынке опалубочные системы представлены в основном зарубежными фирмами: Aluma Systems (Канада), DALLI (Германия), DOKA (Австрия), FARESIN (�талия), MEVA, NOE (Германия), Outinord (Франция), PERI (Германия), PILOSIO (�талия), THYSSEN HUNNEBECK (Германия). Среди отечественных производителей известны: «ДВК-Е» (Москва), «Маркетинг-центр «Арсенал» (СПб), НТЦ «Стройопалубка» (Москва), «Старооскольская опалубка» (Старый Оскол), «СтройМеталКонструкция» (СПб), ЦН��ОМТП (Москва). Редакция благодарит за предоставленные иллюстрации и информационные материалы представителей фирм: Aluma Systems, DOKA, FARESIN, MEVA, NOE, Outinord, PERI, PILOSIO, THYSSEN HUNNEBECK, «Маркетинг-центр «Арсенал» (СПб), НТЦ «Стройопалубка» (Москва), «Старооскольская опалубка» (Старый Оскол), «СтройМеталКонструкция» (СПб).