В статье предлагается новое конструктивное решение несъемной стеновой железобетонной опалубки, обеспечивающее повышение герметичности вертикальных технологических швов бетонирования в сборно-монолитной стене, что позволяет эффективно использовать ее для возведения стен подвалов и заглубленных этажей гражданских зданий.
Ключевые слова: гражданские здания, подвалы, заглубленные этажи, несъемная железобетонная опалубка
Рациональным направлением в развитии строительных технологий, позволяющим снизить дефектность конструкций каркаса гражданского здания и, одновременно, повысить скорость его возведения, является сочетание монолитного железобетона и сборных конструкций. Одним из вариантов успешной реализации данного направления является использование несъемной железобетонной опалубки. Этот вид опалубки весьма популярен в европейских странах, о чем свидетельствуют данные в зарубежных технологических и конструкторских пособиях [1, 2]. За последнее время в гражданском строительстве России, в частности на территории Свердловской области, распространение получила несъемная железобетонная опалубка стен и перекрытий с несущим арматурным каркасом «Филигран» (далее несъемная опалубка), изготавливаемая по германской технологии [3].
Несъемная опалубка стен представляет собой железобетонное изделие, состоящее из двух тонкостенных плоских панелей различных размеров и конфигураций, соединенных пространственным арматурным каркасом, нижний и верхний пояса которого расположены в бетоне панелей, а также арматурных стержней, каркасов и сеток, располагаемых в пределах бетона панелей. Несъемная опалубка перекрытий представляет собой железобетонное изделие, состоящее из тонкостенных плоских плит различного размера и конфигурации с пространственным арматурным каркасом, нижние пояса которого расположены в бетоне плит, а верхние выступают за его пределы, а также арматурных стержней, каркасов и сеток, располагаемых в пределах бетона плит [4]. На рис. 1 показан типовой узел соединения стен и перекрытия в несъемной опалубке.
Вышедшие в 2011 и 2012 годах отечественные стандарты (СТО НОСТРОЙ 2.6.15–2011 и СТО НОСТРОЙ 2.7.16–2011), на базе германских норм, содержат требования к конструкции данной несъемной опалубки, а также общие правила производства и приемки работ при возведении сборно-монолитных стен и перекрытий. Вместе с этим стандартные конструктивные решения несъемной опалубки, предусмотренные в нормах, не позволяют в полной мере использовать ее возможности при устройстве сборно-монолитных стен подвалов и заклубленных этажей гражданских зданий.
Рис. 1. Соединение стен и перекрытий в несъемной железобетонной опалубке (толщины стен и перекрытий указаны справочно)
Опыт строительства с использованием несъемной опалубки показал, что область ее применения в значительной степени ограничена климатическими условиями площадки строительства. Так, для большой территории Российской Федерации (Урал и Сибирь) использование несъемной опалубки перекрытия технологически оправдано только в летний период. Данное ограничение в основном связано с трудно удаляемым обледенением верхней шероховатой поверхности опалубки, возникающем при хранении и монтаже опалубки в условиях отрицательных температур воздуха (особенно при снегопадах), а также трудностями прогрева тонких сборных плит. Вышесказанное определяет эффективную область одновременного использования в каркасе несъемной опалубки стен и перекрытий: малоэтажные общественные здания и жилые здания до 12 этажей, т. е. объекты с каркасом, возводимым за 4–5 месяцев. Можно заключить, что наибольшим потенциалом для повышения эксплуатационных характеристик каркаса здания в условиях Урала и Сибири обладает стеновая несъемная опалубка.
Существенным недостатком применяемой несъемной железобетонной стеновой опалубки является отсутствие в ней конструктивного решения, обеспечивающего герметичность вертикального технологического шва бетонирования, при сохранении достаточной несущей способности сборно-монолитной стены. Практика гражданского строительства в г. Екатеринбурге показала, что грунтовая вода может просачиваться в помещения подвала или заглубленных этажей через наружные стены, контактирующие с грунтом, даже при наличии проектной внешней гидроизоляции. Особенно часто это происходит в условиях комплексной городской застройки [5]. Для сборно-монолитной стены наиболее «опасными» местами, через которые может просачиваться вода, являются участки соединения слоев бетона, уложенного в разное время, т. е. места вертикального технологического шва бетонирования. Отсюда следует, что для повышения герметичности сборно-монолитных стен, мероприятия по повышению герметичности следует предусматривать, прежде всего, в вертикальных технологических швах бетонирования. Важно отметить, что любые мероприятия по обеспечению герметичности не должны в значительной мере снижать несущую способность сборно-монолитной стены, т. е. при проектировании защиты конструкции стены от воды должны учитываться особенности ее работы под нагрузкой.
Нами установлено, что при изготовлении железобетонной несъемной опалубки, состоящей из двух сборных плит, соединенных пространственным арматурным каркасом, в заводских условиях цементное молочко на ее внутренних поверхностях образует сплошную пленку. По технологии изготовления одна из плит, сформованная раньше, находится в камере твердения не менее двух суток, а другая, сформованная позже, — не менее одних суток. Это приводит к тому, что сцепление между сборными плитами опалубки и монолитным слоем неоднородно: для плиты, сформованной раньше, удельная величина сцепления выше, чем для плиты, сформованной позже. Поэтому, в случае применения данной несъемной опалубки для возведения наружных стен подвалов и заглубленных этажей зданий, ее необходимо ориентировать так, чтобы плита, сформованная позже, находилась с внешней стороны сборно-монолитной стены, т. е. со стороны грунта, и выполняла, таким образом, в основном функцию защитного ограждения. Функция несущей конструкции при этом обеспечивается плитой, сформованной раньше и монолитным слоем.
Эффективным решением по герметизации вертикальных технологических стыков бетонирования, является установка в стыке опалубочной гидроизоляционной шпонки, выполняемой из эластичного материала, например, резины. Поскольку вертикальные технологические швы выполняют, как правило, так, чтобы они совпали с вертикальными стыками опалубочных элементов, то шпонки следует устанавливать вдоль вертикальных кромок сборных плит.
Таким образом, для повышения герметичности сборно-монолитной стены, выполненной в несъемной железобетонной опалубки, к плите, сформованной позже, вдоль ее внутренней вертикальной кромки, необходимо закрепить опалубочную гидроизоляционную шпонку из эластичного материала.
Предлагаемое конструктивное решение может быть с высоким качеством реализовано в заводских условиях при изготовлении плиты, формованной позже.
На рис. 2 показано предлагаемое конструктивное решение несъёмной железобетонной стеновой опалубки.
Рис. 2. Конструктивное решение несъемной железобетонной стеновой опалубки для стен подвалов и заглубленных этажей гражданских зданий: 1 — сборная плита, сформованная позже; 2 — сборная плита, сформованная раньше; 3 — пространственный арматурный каркас, соединяющий плиты; 4 — внутренняя вертикальная кромка плиты, сформованной позже; 5 — гидроизоляционная опалубочная шпонка
На предлагаемое конструктивное решение опалубки оформлена заявка на патент РФ на полезную модель, которая в настоящее время проходит экспертизу.
Предлагаемое конструктивное решение несъемной стеновой железобетонной опалубки, обеспечивает повышение герметичности вертикальных технологических швов бетонирования в сборно-монолитной стене, что позволяет эффективно использовать ее для возведения стен подвалов и заглубленных этажей гражданских зданий.
Литература:
1. Byggarbetplatsens teknikhandbok. Sveriges Byggindustrier. 2012.
2. Митев, И. Предплочи, предстени и конструкции от тях. Ръководство за проектиране / И. Митев, Б. Димитров, З. Димитров. ABC Техника. София. 2006.
3. Die Technik zur Wand — Wie wird’s gemacht? Ein Handbuch für Planung und Ausführung. Syspro Gruppe Betonbauteile. Hockenheim, 1997.
4. СТО НОСТРОЙ 2.6.15–2011 «Конструкции сборно-монолитные железобетонные. Элементы сборные железобетонные стен и перекрытий с пространственным арматурным каркасом. Технические условия». — М.: НИИЖБ, Издательство «БСТ», 2011. — 42 с.
5. Зотеева, Е. Э. Подтопление зданий в условиях комплексной городской застройки / Е. Э. Зотеева, К. В. Бернгардт, А. В. Воробьев, Н. И. Фомин // Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение Материалы IV Всероссийской конференции, 27–28 октября 2016 года. — Якутск: Изд-во СВФУ, 2016. С. 467–471.
