Опалубка для монолитного бетонирования: щитовая, скользящая и требования к жесткости

Что такое опалубка для монолитного бетона

Опалубка представляет собой временную или постоянную конструкцию, состоящую из формообразующих щитов, поддерживающих и крепежных элементов. Основное назначение опалубки заключается в придании бетонной смеси требуемой формы и удержании ее до набора необходимой прочности. Конструкция должна обеспечивать проектную точность геометрических параметров и заданное качество поверхности монолитных элементов.

Согласно ГОСТ 23478-79 и ГОСТ 34329-2017, опалубка должна обладать достаточной прочностью, жесткостью и неизменяемостью формы в рабочем положении. Конструкция предусматривает быструю установку и разборку без повреждения монолитных элементов, а также минимальное сцепление с бетоном для облегчения распалубливания. Современные опалубочные системы рассчитаны на многократное использование, что обеспечивает экономическую эффективность строительного процесса.

Функции и требования к опалубке

Опалубка выполняет несколько критически важных функций в монолитном строительстве. Она формирует точные геометрические размеры конструкций, воспринимает и перераспределяет нагрузки от бетонной смеси и технологического оборудования. Система обеспечивает фиксацию закладных деталей и арматурных элементов в проектном положении, а также создает условия для правильного твердения бетона.

Виды опалубки по конструктивным признакам

Классификация опалубочных систем осуществляется по различным признакам, включая конструктивные особенности, материалы изготовления и технологию применения. Каждый тип опалубки имеет свою область применения, определяемую характером возводимых конструкций и условиями строительства.

Щитовая разборно-переставная опалубка

Щитовая опалубка является наиболее распространенным типом формообразующих конструкций в монолитном строительстве. Система состоит из отдельных щитов, которые монтируются на строительной площадке и образуют единую опалубочную конструкцию. Мелкощитовая опалубка включает элементы массой до 50 кг, что позволяет производить монтаж и демонтаж вручную без применения грузоподъемной техники.

Крупнощитовая опалубка использует панели большего размера и массы, что требует механизированной установки, но обеспечивает высокую скорость монтажа. Типовые размеры щитов составляют 1200-3000 мм по длине и 300-600 мм по ширине для мелкощитовых систем. Конструкция предусматривает быстроразъемные соединения, позволяющие производить многократную переустановку опалубки на различные участки строительства.

Рамная и объемно-переставная опалубка

Рамная опалубка представляет собой пространственную конструкцию из металлических рам, заполненных формообразующими щитами. Система обеспечивает высокую жесткость и устойчивость, позволяет воспринимать значительные нагрузки от бетонной смеси. Рамные конструкции широко применяются при возведении стен, колонн и вертикальных элементов различной конфигурации.

Объемно-переставная опалубка формирует готовые пространственные блоки, включающие одновременно вертикальные и горизонтальные поверхности. Туннельная опалубка позволяет бетонировать стены и перекрытия в едином технологическом цикле, что существенно сокращает сроки строительства. Блочная опалубка собирается вне строительной площадки и доставляется на объект в готовом виде, обеспечивая высокую скорость монтажа.

Скользящая опалубка

Скользящая опалубка представляет собой передвижную систему, непрерывно поднимающуюся по мере бетонирования конструкции. Технология применяется для возведения высотных вертикальных сооружений: башен, силосов, элеваторов, дымовых труб, опор мостов. Конструкция состоит из металлических щитов высотой 1,15-1,20 м, системы домкратов и подъемных механизмов, рабочих площадок и поддерживающих рам.

Процесс бетонирования в скользящей опалубке осуществляется непрерывно, слоями по 10-20 см. Подъем опалубки производится гидравлическими домкратами по направляющим стержням, закрепленным в ранее забетонированных слоях. Скорость подъема составляет 3-5 м в сутки и зависит от скорости твердения бетонной смеси. Технология обеспечивает получение бесшовных конструкций с высокой монолитностью и прочностью.

Материалы формообразующих элементов опалубки

Выбор материалов для изготовления опалубки определяется требованиями к качеству бетонной поверхности, условиями эксплуатации и экономическими показателями. Каждый тип материала обладает специфическими характеристиками, влияющими на оборачиваемость и долговечность опалубочной системы.

Деревянная и фанерная опалубка

Фанера является основным материалом для формообразующих поверхностей в современном монолитном строительстве. Ламинированная фанера марки ФСФ толщиной 18-21 мм обеспечивает гладкую поверхность бетона и выдерживает до 50-80 циклов оборота. Ламинирующее покрытие из фенольной пленки защищает материал от воздействия влаги и предотвращает адгезию с бетоном.

Стандартные размеры листов ламинированной фанеры составляют 1220×2440 мм или 1500×3000 мм. Материал характеризуется малым весом, простотой обработки и монтажа, доступностью. Критичным моментом является защита торцов листов от проникновения влаги, для чего применяется специальная герметизирующая краска. Обычная доска используется для изготовления одноразовой опалубки при возведении нестандартных конструкций.

Металлическая опалубка

Металлическая опалубка изготавливается из стального листа толщиной 2-4 мм с усилением ребрами жесткости. Конструкция обеспечивает максимальную оборачиваемость до 200-300 циклов, высокую точность геометрических параметров и устойчивость к деформациям. Стальные щиты выдерживают значительные нагрузки от бетонной смеси, что позволяет применять их для высоких конструкций.

Недостатками металлической опалубки являются большая масса, требующая применения грузоподъемной техники, и необходимость защиты от коррозии. Алюминиевая опалубка сочетает преимущества стальной конструкции с меньшим весом, но имеет более высокую стоимость. Современные системы предусматривают модульность и быструю сборку, что компенсирует недостатки материала.

Пластиковая и композитная опалубка

Пластиковая опалубка изготавливается из полимерных материалов с армированием стекловолокном или углеродными нитями. Материал обладает малым весом, высокой коррозионной стойкостью и низкой адгезией к бетону. Оборачиваемость качественной пластиковой опалубки достигает 100-150 циклов при правильной эксплуатации и уходе.

Несъемная опалубка из пенополистирола или других теплоизоляционных материалов остается в конструкции после твердения бетона. Такая система выполняет функцию утепления и не требует демонтажа, что сокращает трудозатраты. Применение несъемной опалубки целесообразно в энергоэффективном строительстве, где требуется высокая теплоизоляция ограждающих конструкций.

Требования к жесткости и герметичности опалубки

Жесткость опалубки является критическим параметром, определяющим геометрическую точность монолитных конструкций. Недостаточная жесткость приводит к недопустимым прогибам под нагрузкой от бетонной смеси, искажению формы и размеров элементов. Расчет опалубки выполняется с учетом нагрузок от веса бетона, динамических воздействий при укладке и уплотнении смеси, технологических нагрузок.

Классы точности опалубки

ГОСТ Р 52085-2003 устанавливает три класса точности опалубочных систем, различающихся допустимыми отклонениями геометрических параметров. Для опалубки первого класса точности отклонение линейных размеров на участке до 1 м не должно превышать 0,8 мм, на участке 3 м — не более 1,5 мм. Наличие впадин на формообразующих поверхностях полностью исключается.

Опалубка второго класса точности допускает отклонения до 1,5 мм на метровом участке и до 3 мм на трехметровых панелях. Третий класс применяется для конструкций, к которым не предъявляются повышенные требования по точности, с допустимыми отклонениями до 3 мм на 1 м. Местные неровности опалубки при проверке двухметровой рейкой не должны превышать 3-5 мм в зависимости от класса точности.

Герметичность стыковых соединений

Герметичность опалубки обеспечивает сохранение цементного молока в бетонной смеси и предотвращает образование раковин на поверхности конструкций. Щели в стыковых соединениях элементов опалубки для первого класса точности не должны превышать 0,5 мм, для второго класса — 1 мм, для третьего — 2 мм. Люфт в шарнирных сочленениях элементов не должен превышать 1 мм.

Соединения должны обладать надежностью в эксплуатации и быть устойчивыми против воздействия вибрации при уплотнении бетонной смеси. Для обеспечения герметичности применяются уплотнительные прокладки из пористых материалов, устанавливаемые в стыках щитов. Правильная затяжка крепежных элементов предотвращает раскрытие швов под давлением бетонной смеси.

Разделительные смазки для опалубки

Разделительные смазки представляют собой специальные составы, наносимые на формообразующие поверхности опалубки для предотвращения адгезии с бетоном. Применение смазок обеспечивает легкое отделение опалубки от затвердевшего бетона, повышает качество поверхности монолитных конструкций и увеличивает срок службы опалубочных систем.

Типы разделительных составов

Эмульсол представляет собой водорастворимую композицию на основе минеральных масел с добавлением эмульгаторов, поверхностно-активных веществ и антикоррозионных присадок. Содержание нефтяных масел в минеральных эмульсолах составляет 60-85 процентов, что обеспечивает образование плотной разделительной пленки. Составы марки ЭКС-А применяются для опалубки из любых материалов при температурах до минус 20 градусов.

Полусинтетические эмульсолы содержат до 50 процентов нефтяных масел и образуют полупрозрачную эмульсию при разбавлении водой. Синтетические безмасляные составы создают прозрачный раствор и применяются при повышенных требованиях к чистоте бетонной поверхности. Специальные зимние составы марки ЭКС-ИМ сохраняют рабочие характеристики при температурах до минус 30 градусов.

Нанесение и расход смазки

Нанесение разделительных составов производится с помощью распылителей, валиков или кистей на чистую сухую поверхность опалубки перед установкой арматуры. Средний расход эмульсола составляет 20-30 миллилитров на квадратный метр для концентрированных составов. При нанесении на пористые поверхности расход увеличивается до 40-60 миллилитров на квадратный метр из-за впитывания материала.

Допуски и контроль качества установки опалубки

Контроль качества опалубочных работ осуществляется на этапах проектирования, изготовления, монтажа и эксплуатации опалубочных систем. Соблюдение установленных допусков гарантирует получение монолитных конструкций требуемого качества и геометрической точности.

Допустимые отклонения при установке

Согласно СП 70.13330.2012, предельное смещение осей опалубки фундаментов от проектного положения не должно превышать 15 мм, для колонн и стен — 10 мм. Отклонение от вертикали или проектного наклона для конструкций высотой до 5 м составляет 5 мм, при высоте более 5 м допускается 10 мм на всю высоту конструкции.

Размеры поперечного сечения бетонируемых элементов могут отклоняться от проектных в пределах от минус 3 до плюс 6 мм для конструкций первой категории. Для элементов второй категории допускается отклонение от минус 5 до плюс 10 мм. Превышение допусков требует корректировки положения опалубки до начала бетонирования.

Методы контроля и измерений

Контроль геометрических параметров опалубки выполняется с применением измерительных инструментов: теодолитов, нивелиров, рулеток, отвесов, строительных уровней. Проверка вертикальности производится теодолитом или отвесом на каждый конструктивный элемент. Горизонтальность контролируется нивелиром или гидростатическим уровнем.

Результаты контроля фиксируются в журнале производства работ с указанием фактических значений измеренных параметров и оценкой соответствия требованиям нормативных документов. При обнаружении отклонений, превышающих допустимые значения, выполняется корректировка положения опалубки. Приемка установленной опалубки оформляется актом скрытых работ до начала бетонирования.

Применение опалубочных систем в строительстве

Выбор типа опалубки определяется характером возводимых конструкций, объемами работ, сроками строительства и экономическими показателями. Каждая опалубочная система имеет оптимальную область применения, обеспечивающую максимальную эффективность.

Опалубка для вертикальных конструкций

При возведении стен и колонн применяется щитовая разборно-переставная опалубка с вертикальной ориентацией формообразующих элементов. Для прямолинейных стен используются крупнощитовые системы размером 3×6 м и более, обеспечивающие высокую производительность труда. Мелкощитовая опалубка применяется для конструкций сложной конфигурации, где требуется гибкость компоновки.

Рамная опалубка эффективна при возведении колонн и стен большой высоты, где необходима повышенная жесткость системы. Скользящая опалубка является оптимальным решением для высотных сооружений башенного типа, обеспечивая непрерывность процесса бетонирования и высокое качество монолитных конструкций.

Опалубка для горизонтальных конструкций

Опалубка перекрытий включает горизонтальную палубу из ламинированной фанеры, опирающуюся на систему балок и стоек. Типовой шаг стоек составляет 1,2-1,5 м, балки располагаются с шагом 0,4-0,6 м в зависимости от толщины перекрытия. Телескопические стойки позволяют регулировать высоту и обеспечивают удобство монтажа.

Несъемная опалубка из профилированного стального листа применяется при устройстве перекрытий по металлическим балкам. Профнастил марки Н75-Н114 выполняет функции опалубки и внешнего армирования, работая совместно с бетоном после твердения. Технология позволяет исключить демонтаж опалубки и сократить сроки строительства на 20-30 процентов.

Оборачиваемость и эксплуатация опалубки

Оборачиваемость опалубки характеризует количество циклов использования до наступления предельного состояния. Показатель зависит от материала формообразующих элементов, условий эксплуатации, качества ухода и технологии распалубливания.

Факторы, влияющие на долговечность

Металлическая опалубка обеспечивает максимальную оборачиваемость 200-300 циклов при условии защиты от коррозии и правильной эксплуатации. Ламинированная фанера выдерживает 50-80 циклов, обычная фанера ФСФ — 10-20 циклов. Пластиковая опалубка имеет оборачиваемость 100-150 циклов при соблюдении технологических требований.

Для увеличения срока службы необходима очистка формообразующих поверхностей от остатков бетона после каждого цикла распалубливания. Применение качественных разделительных составов снижает износ поверхностей и облегчает процесс очистки. Хранение опалубки в закрытых помещениях или под навесами защищает материалы от атмосферных воздействий.

Распалубливание конструкций

Сроки распалубливания определяются прочностью бетона, необходимой для безопасного снятия опалубки без повреждения конструкций. Для вертикальных поверхностей требуется достижение бетоном прочности 0,2-0,3 МПа, что обеспечивает сохранение формы элементов. Горизонтальные конструкции распалубливаются при достижении проектной прочности или расчетной прочности, указанной в проекте производства работ.

При нормальных условиях твердения вертикальные поверхности распалубливаются через 24-48 часов после бетонирования. Несущая опалубка перекрытий пролетом до 6 м снимается при достижении бетоном прочности не менее 70 процентов проектной. Для конструкций пролетом более 6 м требуется набор 80-100 процентов проектной прочности перед распалубливанием.