Заливка перекрытий — процесс, которому необходимо уделить пристальное внимание. Если Вы работаете в строительной сфере и собираетесь начать проект, важно подробно изучить процесс создания конструкции, особенно перекрытий.

Опалубка – это вспомогательная конструкция, поддерживающая вес перекрытия во время постройки здания. Она включает в себя щиты или панели настила, которые опираются на прочную конструкцию с балками, а те, в свою очередь, опираются на опорные элементы (стойки), благодаря которым опалубка держится на определенной высоте. Тот факт, что на строительном объекте существует большое разнообразие высот, означает, что опорные элементы (стойки) - наиболее ответственные узлы.

Самые важные действия с опалубкой перекрытий

По сути, есть два действия: установка и распалубка.

Установка: включает в себя размещение стоек перед бетонированием плит.

Распалубка: включает в себя удаление опалубки, когда перекрытие уже приобрело достаточную прочность, чтобы выдержать нагрузку. Распалубка может бать частичной или полной.

Как удалять опалубку?

Вы, вероятно, сталкивались с руководителями строительных работ, которые не разрешали Вам удалять какой-либо компонент опалубки до тех пор, пока бетон полностью не затвердеет, или с инженерами, которые называли быстрое удаление опалубки критической операцией, приносящей вред. Иногда быстрота в процессе строительства рассматривается как нежелательный фактор.

Неужели это правда? Давайте выясним!

При бетонировании плиты мы заливаем жидкий бетон на опалубочное ложе, которое держит его и придает ему форму. После того, как бетон уложен, он схватывается и затвердевает, становясь прочным и твердым.

Процесс затвердевания быстрый или медленный? Стандарты гласят, что при нормальных условиях (20 ºC) бетон трехдневной выдержки имеет 40% от окончательной прочности.

Если что-то и произошло с плитой за этот период, так это то, что бетон перестал быть жидким, и, следовательно, больше нет необходимости продолжать поддерживать панели опалубки и часть ее конструкции.

Удаление опалубки — это действие, основанное на здравом смысле, которое позволяет оптимизировать использование оборудования, применять каждый элемент по необходимости.

Углубляясь в анализ строительного процесса, понимаешь, что распалубка конструкции не только не вредна для нее, но необходима и полезна для безопасного возведения здания.

Если раньше считалось, что снимать опалубку раньше ни в коем случае нельзя, то сейчас есть мнение, что этот процесс следует правильно рассчитать и контролировать.

Частичная распалубка и полная распалубка

Что такое частичная распалубка?

Частичная распалубка — это действие, при котором все крепления снимаются не одновременно, а поэтапно.

На первом этапе через три дня Вы можете удалить все щиты опалубки и часть ее несущей конструкции, оставив балки на расстоянии двух метров друг от друга с соответствующими стойками в качестве опор для перекрытия. Поскольку пролет между стойками намного меньше, чем пролет конструкции (6-7 метров), прочность, необходимая для перекрытия, еще невелика, обычно 40% от окончательной прочности.

На втором этапе стойки, оставленные в качестве опоры, удаляются, когда бетон достигает 100% от окончательной прочности. Важно подчеркнуть, что при частичной распалубке плита перекрытия никогда не перестает поддерживаться до тех пор, пока не станет полностью затвердевшей.

Что такое полная распалубка?

Это распалубка, при которой все стойки полностью удаляются, а плита самостоятельно удерживает весь свой вес. Так как плита перекрытия не будет иметь никакой опоры, требуемая прочность выше, чем при частичной распалубке, и ориентировочная оценка для нее составляет 65-70% от окончательной прочности для нормальных условий нагрузки и температуры.

В зданиях с несколькими этажами после полной распалубки плита перекрытия будет воспринимать нагрузки от этажей выше. Поэтому нужно помочь ей с помощью стоек, которые поглощают возникающую возросшую нагрузку. Это оборудование будет эксплуатироваться до тех пор, пока бетон не приобретет 100% от окончательного значения прочности.

Когда можно делать полную распалубку?

Выше мы указали, что значение сопротивления, необходимое в нормальных условиях, составляет около 65-70% окончательного значения прочности, но это значение будет зависеть от расчета, который мы делаем для конкретных характеристик каждого строительного объекта.

Вы были бы удивлены, узнав, что нам не обязательно иметь стопроцентную прочность?

В целом, нагрузка на строящемся объекте меньше, чем проектная, потому что при строительстве приходится нести только вес опалубки и рабочих, а в построенном и эксплуатируемом здании – перекрытия, стены, эксплуатационные перегрузки и т.д. Все специалисты сходятся во мнении, что критическим параметром является предел прочности бетона на растяжение, и его значение будет зависеть от коэффициента ⍺ , связывающего строительную нагрузку, действующую на плиту, и ее расчетную нагрузку:

α = Qc ⁄ Qd

Где: Qc – строительная нагрузка (собственный вес плиты + нагрузка исполнения)

Qd – расчетная нагрузка (собственный вес плиты + постоянные нагрузки + эксплуатационные перегрузки)

Как обосновать или рассчитать частичное снятие опалубки?

Вы можете рассчитать наихудшее возникающее напряжение (максимальный изгибающий момент) и при этом, используя формулы изгиба, получить значение прочности на изгиб, которое необходимо плите, чтобы поддерживать себя.

Поскольку все силы связаны друг с другом, для облегчения их контроля можно найти их эквивалентность значению прочности на сжатие, следуя формулам, включенным в стандарты.

После того, как установлена требуемая номинальная прочность на сжатие для плиты, сравните ее с расчетной нормативной прочностью на сжатие монолитного бетона через 3 дня, чтобы убедиться, что ее значение равно или превышает требуемое значение.

σt=M*z/I=M/W≤f

Тест на зрелость

Как узнать, будет ли данный бетон в ближайшее время (3 дня) иметь эту прочность или нет? Что является параметром контроля?

Наиболее прямым параметром является значение, полученное при испытании образцов в полевых условиях. В противном случае можно оценить прочность в соответствии с тестированием на зрелость.

Что такое тест на зрелость?

Это методика, позволяющая оценить прочность бетона на сжатие в реальном времени и при заданной температуре. Это широко используемый метод, который соответствует стандартам ASTM 1074-98 (Стандартная практика оценки прочности бетона методом зрелости) и модельному кодексу CEB-FIP. На его основе, например, на эталонном уровне можно узнать, что бетон определенной марки при 16º дает прочность 10 МПа, что составляет 40% от 25 МПа.

Первый фактор: растрескивание

Очень важно предотвратить растрескивание плиты на начальном этапе, и самый безопасный способ предотвратить растрескивание - это когда напряжения, возникающие в плите, противостоят только бетону, без участия стальной араматуры. На этапе строительства Вашим основным параметром будет прочность бетона на изгиб (как правило, очень низкая), без необходимости оценивать влияние армирования или связи между бетоном и сталью. Приняв его эквивалентным сжатию, Вы получите первое значение прочности, которое можно оценивать.

Второй фактор: сила

При частичном снятии опалубки конструкция начинает принимать на себя процент нагрузки перекрытия, которая передается на колонны здания. Вам нужно будет оценить, способна ли плита перекрытия выдержать эту долю нагрузки. Этот параметр приводит к установке второго значения прочности на сжатие, которое должен иметь бетон. Данное значение обусловлено отношением конструктивной нагрузки, воспринимаемой плитой, к ее расчетной нагрузке. При нормальных нагрузочно-температурных условиях для обычных зданий его значение составляет 40 % расчетной нормативной прочности на 28 сутки. Сравните два полученных значения прочности и примите за эталон самое высокое значение, которое будет наиболее безопасным для данной операции распалубки.

Третий фактор: избегайте очень низкой деформации (Модуль E)

Если бы контроль был только по прочности, имея бетон с высокой начальной прочностью, который бы давал 40% прочности через 1-2 дня, позволило бы это снять опалубку?

На этом этапе контроля цель состоит в том, чтобы работать с бетоном, который не может производить деформации больше, чем предусмотрено, и для этого он должен иметь высокое значение модуль Е. Через 3 дня в нормальных условиях его значение составляет около 60%, а через 1 и 2 дня его уровень резко падает и может привести к неблагоприятным последствиям. Поэтому целесообразно проводить эту операцию не позднее, чем через 3 дня после бетонирования плиты.

Будьте осторожны!

В строительстве принято, что операцию распалубки можно проводить, если прошло 3 дня и бетон набрал 40% от необходимого уровня прочности. Но всегда ли это применимо?

Нет, есть ряд красных линий, которые сигнализируют, когда этот критерий неприменим, и если они наблюдаются, расчеты должны быть изменены. Какие это красные линии?

  • Во-первых, это температура: при низкой температуре застывание бетона хуже. Что происходит с бетоном при температуре ниже 16 градусов? Прочность не достигнет 10 МПа (40% от окончательного предела) и в целом период застывания придется увеличить до 4-5 дней.
  • Когда это тоже не работает? Если изменяются расчетные условия балки, имеющей более высокое значение действующей нагрузки (отвалы, земля и т. д.), или остается большое расстояние между опорами, не 2 м, а 3 или 4 м. Это значительно увеличивает напряжения, и значение прочности, необходимое для предотвращения растрескивания, увеличивается.
  • Третья красная линия: вес плиты. Какая частичная распалубка, по Вашему мнению, может быть более критична: когда есть очень тяжелая краевая балка или тонкая плита с очень небольшим весом? Вы всегда должны думать, что прочность определяется формулой, связывающей импульс и вес. Для того же изгибающего момента, если у Вас есть крайняя балка с высоким весом, Вам потребуется низкое значение прочности, а если у Вас есть плита толщиной 8-12 см, Вам потребуется высокое значение прочности. Для этой цели тонкие плиты перекрытий всегда гораздо важнее, чем большие краевые балки. В любом случае появление любого из этих факторов требует проверки расчета.

Итак, теперь Вы знаете: частичная распалубка возможна и целесообразна, но она должна выполняться по расчетам и контролироваться.

Также читайте статью Горизонтальная опалубка - калькулятор расчета.