» » Строительство зданий в скользящей опалубке

Строительство зданий в скользящей опалубке

15.04.2016

В конце 60-х — начале 70-х годов в Кишиневе, Сочи, Донецке, Туле, Фрязино, Ростове-на-Дону и др. городах началось строительство монолитных зданий в скользящей опалубке.
Этим методом был построен первый монолитный 9-этажный жилой дом в Кишиневе из тяжелого бетона. Для наружных трехслойных стен использовался плитный утеплитель из пенополистирола, перекрытия выполнялись сборными после возведения стен на всю высоту. Аналогичный в конструктивно-технологическом отношении 16-этажный дом был возведен в Донецке. Этот опыт не оправдал конструкцию трехслойных наружных стен. Возведение их отличалось высокими трудозатратами, а плитный утеплитель, находясь в средней полости стен, снижал их прочностные показатели, и в первую очередь сейсмостойкость. Существенные трудности пришлось преодолевать при устройстве сборных перекрытий со шпоночным сопряжением со стенами.
Учитывая этот опыт, в 1972 г. в Кишиневе был построен 11-этажный жилой дом с наружными однослойными стенами толщиной 35 см из керамзитобетона с объемной массой 1650 кг/м3. Перекрытия толщиной 12 см выполнялись из монолитного железобетона одновременно со стенами. Проект здания был разработан институтом «Молдгипрострой», а конструкция опалубки — трестом «Оргтехстрой» Минстроя Молдавии.
Один из первенцев высотного монолитного домостроения — 16-этажный жилой дом для г. Фрязино запроектировал институт «Мосгражданпроект». Конструкцию скользящей опалубки из металлических щитов и проект организации производства работ разработал институт «Промзерно-проект». Возведение этого дома велось двумя захватками в три смены. Этаж возводили за 2,5—3 суток, а вся коробка здания была воздвигнута за 43 дня. Подъем опалубки осуществлялся с помощью гидравлических домкратов типа ОГД-61 и ОГД-64У. Перекрытия выполнялись монолитными в процессе строительства здания с помощью 4 комплектов опалубки.
В Туле строительство 16-этажного жилого дома велось по проекту ЦНИИЭПжилища с применением опалубки, разработанной институтом «Оргпромстрой» Минпромстроя России. Как и во Фрязино, бетонирование перекрытий в этом доме осуществлялось в процессе возведения стен с отставанием на 2 этажа. Этаж возводился за 9 смен. Подъем опалубки выполнялся с помощью 130 гидродомкратов типа ОГД-61А с приставками конструкции института «Оргпромстрой».
Строительство зданий в скользящей опалубке

В табл. 1.1 приведены сведения о материальных и трудовых затратах при возведении монолитных зданий в Кишиневе, Фрязино и Туле.
В ходе использования скользящая опалубка постоянно совершенствовалась. Велись работы по созданию автоматизированной опалубки. Донецкий «ПромстройНИИпроект» разработал конструкцию бесстержневой опалубки, поднимавшейся с помощью «шагающего» устройства, использовавшего для своего передвижения трение между ним и возведенной стеной. Скорость скольжения 4 м в сутки. Этим же институтом была создана горизонтальная скользящая опалубка для бетонирования прямолинейных и криволинейных стен (при постоянном радиусе кривизны). Скорость бетонирования 8 м/час. С помощью такой опалубки возведены аэротенки очистных сооружений в Кишиневе и радиальный шламбассейн Шуровского цементного завода.
К 1974 г. в различных городах страны было возведено около 70 монолитных зданий обычной и повышенной этажности.
В 1973 г. в Сочи опыт монолитного домостроения рассматривался на Всесоюзном семинаре, организованном Госгражданстроем, Минпромстроем бывш. СССР, Госстроем России и Центральным правлением НТО стройиндустрии.
В 1976 г. Госгражданстрой совместно с президиумом Центрального правления НТО стройиндустрии рассмотрел вопрос о развитии монолитного домостроения в нашей стране и принял решения, направленные на повышение его эффективности.
В начальный период развития индустриального монолитного домостроения во многих регионах ориентировались на преимущественное возведение зданий в скользящей опалубке (рис. 1.1). Этот метод привлекал минимальными расходами на изготовление опалубки, возможностью воспроизведения самых сложных архитектурно-планировочных решений зданий и т. п.
Строительство зданий в скользящей опалубке

Однако постепенно накапливавшийся опыт строительства зданий в скользящей опалубке все больше характеризовался негативным содержанием.
В большинстве случаев экономические показатели таких зданий оказывались существенно хуже аналогичных показателей полносборных зданий. Качество монолитных конструкций, и в первую очередь стен, зачастую было крайне низким, следствием чего являлись весьма высокие материальные и трудовые затраты на отделочные работы; недопустимо растягивались сроки строительства.
Все это можно продемонстрировать на примере монолитного строительства в Молдавии. В 1984 г. комиссия Госстроя Mолдавии обследовала 21 здание из 33 строившихся в тот период в Кишиневе, и установила, что ни на одном объекте, возводившемся в скользящей опалубке, не обеспечивались непрерывность бетонирования стен, однородность и требуемое качество укладываемого бетона, а также армирование стен по проекту.
Строительство зданий в скользящей опалубке
Строительство зданий в скользящей опалубке

Стены этих зданий изобиловали раковинами, кавернами больших размеров, рабочими швами бетонирования, рыхлыми прослойками и т. п. (рис. 1.2). Их геометрия не соответствовала проектной, проемы имели неправильную форму. По неполным данным затраты на устранение дефектов монолитных конструкций в 1983 г. по Кишиневу составили 5 тыс. чел.-дней и 170 тыс. руб. В этом же году 68 тыс. руб. было израсходовано на дополнительные наметы при оштукатуривании стен зданий, возведенных в скользящей опалубке. Понятно, что рост объемов отделочных работ неизбежно приводил к увеличению сроков строительства. Так, 16-этажные дома по ул. Дзержинского и ул. Огородной строились соответственно 54 и 57 месяцев вместо 22 и 28 по нормам. В 1,7—2 раза был превышен нормативный срок строительства 20-этажных домов.
К концу 1985 г. в Кишиневе было построено около 40 зданий повышенной этажности с применением скользящей опалубки. Их обследование комиссией Госстроя Молдавии, а затем более детальное лабораторией сейсмостойкости КПИ им. С. Лазо показало, что в половине из них стены имели горизонтальные и наклонные трещины, отслоение защитного слоя, смятие бетона на отдельных участках и выпучивание вертикальных арматурных стержней. В этих зданиях отмечалось массовое повреждение перемычек.
В некоторых случаях объем и характер повреждений зданий обусловливали необходимость их усиления. Однако апробированных способов усиления монолитных стен к тому времени фактически не существовало, поэтому зачастую все заканчивалось косметическим ремонтом зданий, что не замедлило сказаться на их поведении при Карпатских землетрясениях 1977 и 1986 гг.
При обследовании монолитных зданий в Кишиневе помимо визуального осмотра основных конструкций было проведено инструментальное определение плотности (объемной массы) бетона стен радиоизотопным методом с помощью прибора ПГП-2. Эти испытания наглядно продемонстрировали большую неоднородность бетона по плотности, а следовательно, и по прочности в стеновых конструкциях (рис. 1.3). Даже в пределах одного участка стены (простенка) эти показатели отклонялись от среднего значения на 35—40%.
Строительство зданий в скользящей опалубке

Согласно действовавшим до 1988 г. на территории Mолдавии республиканским строительным нормам PCH 13-77 предельная величина раскрытия трещин в монолитных стенах не должна превышать 0,3 мм при длительно действующих нагрузках и 0,4 мм — при кратковременных. Фактически во многих обследованных зданиях раскрытие трещин в стенах достигало 2—5 мм.
Неутешительны были результаты анализа опыта строительства и эксплуатации монолитных зданий, возведенных в скользящей опалубке, и в других регионах страны. Поэтому в 1980 г. Министерством строительства России был издан приказ, в котором развитие монолитного домостроения ориентировалось преимущественно на применение переставной опалубки. Применение скользящей опалубки допускалось только при наличии в каждом конкретном случае технико-экономического обоснования нецелесообразности возведения здания в переставной опалубке.
В 1984 г. вышло постановление № 48 Совета Министров Mолдавии «О дальнейшем совершенствовании монолитного домостроения и дополнительных мерах по развитию его производственной базы», которое также ограничивало применение скользящей опалубки в массовом монолитном домостроении.
Начиная с 1981 г. объемы строительства зданий в скользящей опалубке систематически снижались. В Молдавии, например, в 1985 г. они были доведены до нуля (см. рис. 1.1). Среди специалистов стало утверждаться мнение, что этому способу строительства монолитных зданий присущи органические недостатки, следствием чего и явилось низкое качество возведенных с его помощью конструкций.
Исследования, выполненные лабораторией сейсмостойкости КПИ им. С. Лазо, не позволяют согласиться с этим мнением. Эти исследования включали в себя:
а) анализ проектов монолитных зданий;
б) изучение состояния дела по производству бетона и его доставке на строительные объекты;
в) выяснение соответствия проектной технологии строительства зданий реальным возможностям строительных организаций и физико-механическим свойствам применяемых материалов;
г) выявление уровня квалификации инженерно-технического персонала, занятого в монолитном домостроении;
д) проверку фактических условий эксплуатации монолитных зданий.
Подробное описание результатов этой большой работы невозможно в рамках настоящей книги, поэтому удовлетворимся лишь итоговым заключением. Оно гласит, что дефекты, присущие зданиям, возведенным в скользящей опалубке, являются закономерным следствием комплекса причин, куда входят неудачные проектные решения, применение недостаточно обоснованных технологий возведения зданий и строительных материалов неудовлетворительного качества, недостаточно высокий уровень квалификации ИTP и др.
Известно, что рассматриваемый метод строительства монолитных зданий открывает большие возможности в решении задачи повышения архитектурной выразительности городских застроек. He случайно именно этим методом возведен целый ряд монументальных зданий как в России, так и за рубежом (рис. 1.4). Однако постепенно эти возможности, не будучи ограниченными никакими нормативными рамками, привели к появлению проектов зданий, планы которых стали напоминать сложные лабиринты, а периметры наружных стен — кружева. В этих проектах широко применялись стены, изломанные в плане, сдвижка стен относительно разбивочных осей, висячие стены, устройство балконов и лоджий вычурной формы, совершенно не отвечающей условиям удобной эксплуатации, и т. д. Проявившаяся тенденция к неограниченному усложнению объемнопланировочных решений монолитных зданий самым пагубным образом отразилась на их экономических показателях и авторитете среди эксплуатационников.
Строительство зданий в скользящей опалубке

В этой связи напомним, что советской архитектуре чужд принцип украшательства, и с его проникновением в строительство (в первую очередь массовое), по мнению автора, следует активно бороться.
Следует подчеркнуть и го обстоятельство, что при осуществлении сложных проектных решений увеличивается объем строительного брака, ибо решения эти, как правило, не сопровождаются разработкой соответствующей технологии их выполнения. На это обстоятельство неоднократно обращали внимание строители.
Отсутствие органической глубоко продуманной связи между проектным решением и технологией его реализации стало распространенным явлением в рассматриваемой области домостроения. Характерным примером являются стены с большим количеством узких простенков, выполнение которых в скользящей опалубке связано с очевидными трудностями. Такие простенки получаются весьма неоднородными по высоте с большим числом швов перерыва в бетонировании. В них образуются многочисленные раковины, каверны и пустоты значительных размеров, заделка которых принятыми в строительстве методами позволяет лишь на 10—15% восстановить утраченную за счет брака несущую способность простенков. Об этом свидетельствуют экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко под руководством А.А. Шишкина.
К недостаткам проектов монолитных зданий следует отнести неувязки строительных чертежей с коммуникационной ситуацией, вследствие чего в возведенных стенах приходится пробивать не предусмотренные проектом отверстия, борозды и перерезать арматуру. Проектами, как правило, не предусматривается использование подземной части зданий для размещения в них различных вспомогательных служб и учреждений с кратковременным пребыванием людей. В итоге страдает экономика, а бесконтрольные подвальные помещения затапливаются водой и превращаются в рассадники антисанитарии.
При возведении зданий на просадочных грунтах (что характерно для Молдавии) длительное затопление бесхозных подвалов водой неизбежно приводит к возникновению дополнительных, зачастую весьма существенных напряжений в несущих конструкциях. В результате многие из них получают повреждения в виде различно ориентированных трещин, отслоения бетона и выпучивания арматуры. Помимо этого насыщение грунтов основания водой из различных коммуникаций изменяет микросейсмичность данной территории, повышая ее балльность.
Серьезной критики заслуживают применявшиеся в проектах монолитных зданий рассматриваемого типа приемы армирования их основных конструкций (стен, перекрытий). По данным Госстроя Mолдавии количество марок арматурных изделий в жилых домах достигает 170—204, а в здании Совета колхозов — 407. Понятно, что между таким многообразием арматурных изделий и фактами непроектного армирования конструкций имеется прямая связь.
Объективность требует заметить, что проекты монолитных зданий, предусматривавшие использование скользящей опалубки, разрабатывались в условиях крайне скупой обеспеченности нормативной и специальной литературой. В СНиПе по сейсмостойкому строительству даже нет раздела, посвященного монолитным зданиям, хотя такие разделы имеются для каменных, крупнопанельных и каркасных зданий. А ведь последняя редакция СНиП выполнялась, когда уже был накоплен определенный опыт монолитного домостроения, в том числе в сейсмических районах.
Осязаемый ущерб авторитету скользящей опалубки нанесло форсированное, без проведения необходимых технологических исследований, внедрение в практику строительства монолитных зданий керамзитобетона. Стены из него характеризовались повышенной неоднородностью и многочисленными рыхлыми прослойками, возникавшими вследствие «всплытия» крупных фракций заполнителя.
Широкое применение керамзитобетона без должных технологических ограничений было усугублено нарушением сущности идеи применения скользящей опалубки, заключающейся в ее непрерывном скольжении. На практике бетонирование стен велось ярусами при стоящей опалубке. После бетонирования очередного яруса опалубка поднималась, при этом происходил «срыв» уложенного слоя керамзитобетона, так как его вес был меньше равнодействующей сил трения, возникавших между бетоном и стенками опалубки. В итоге рыхлые прослойки и «рабочие швы» бетонирования стали отличительным признаком стен, возведенных в скользящей опалубке. Под влиянием вертикальной нагрузки в этих местах происходило смятие бетона, его выкрашивание, выпучивание вертикальной арматуры и даже домкратных стержней. В результате здания зачастую оказывались в состоянии, требующем оперативного усиления их стен.
Определенную лепту в формирование негативного мнения о способе возведения зданий в скользящей опалубке внес общий недостаточно высокий уровень культуры строительства, проявившийся в рассматриваемом случае в несоблюдении рабочих параметров бетонной смеси, нарушении ритмичности ее доставки, изготовлении в зимнее время бетона без противоморозных добавок, применении несовершенных способов укладки и уплотнения бетона и т. п.
В целом получившая распространение технология возведения зданий в скользящей опалубке не соответствовала самой идее этого метода строительства и в значительной мере явилась причиной его дискредитации. Этому же способствовало отсутствие своевременно разработанных удачных решений по устройству перекрытий в таких зданиях, насыщению их крупноразмерными перегородками, эстетическому оформлению фасадов и пр.
Суммируя результаты изучения отечественной истории строительства монолитных зданий в скользящей опалубке, приходится констатировать, что интенсивное внедрение этого метода возведения зданий не было должным образом подготовлено соответствующими технико-экономическими исследованиями и проектными изысканиями.
Между тем имеются данные, свидетельствующие о том, что скользящая опалубка может успешно применяться при строительстве зданий и различных сооружений.
В нашей стране скользящая опалубка получила признание при возведении специальных высотных железобетонных сооружений — башенных копров, силосов, элеваторов, угольных и водонапорных башен, промышленных труб и т. п. Хорошего качества бетонирования стен зданий зачастую удавалось достичь при выполнении их из тяжелого литого бетона. О возможности использования скользящей опалубки при строительстве зданий повышенной этажности свидетельствует опыт зарубежного монолитного домостроения.
Своеобразной разновидностью рассматриваемого способа возведения стен является строительство зданий в мелкощитовой переставной опалубке. В основу технологии этого способа положен принцип поярусного бетонирования стен. Подъем опалубочной системы для бетонирования нового яруса стен осуществляется в данном случае электромеханическими подъемниками. Этим способом в Кишиневе были возведены 16—20-этажные жилые здания (рис. 1.5). Их стены характеризовались довольно высоким качеством.
He оспаривается целесообразность применения скользящей опалубки для возведения лифтово-лестничных шахт зданий повышенной этажности.
Все сказанное позволяет сделать вывод, что теперь, когда монолитное домостроение прочно заняло место среди ведущих видов строительства, имеет смысл вернуться к планомерной разработке технических условий применения скользящей опалубки, определив эффективную область ее использования.
Строительство зданий в скользящей опалубке