Скользящая опалубка в высоких железобетонных сооружениях

По мере возведения железобетонного сооружения все более критичными становятся циклы опалубки, логистика на верхних отметках, качество бетона, контроль вертикальности и организация строительной площадки. Поэтому для сооружений с непрерывностью по вертикали, таких как дымовые трубы, башни, шахты и ядра зданий, скользящая опалубка выходит на первый план.

С увеличением высоты доля первоначальной стоимости монтажа системы в общем объеме работ уменьшается, а преимущества непрерывного производства по времени и организации возрастают. Особенно для очень высоких железобетонных дымовых труб, если геометрия подходит, скользящая опалубка является наиболее правильным методом строительства с технической и экономической точек зрения.

Почему скользящая опалубка становится более выгодной по мере увеличения высоты сооружения?

При скользящей опалубке щиты опалубки высотой обычно около 1–1,5 метра перемещаются вверх небольшими шагами с помощью гидравлических домкратов, пока продолжается укладка бетона. После каждого этапа бетонирования не требуется разбирать опалубку, поднимать ее на верхнюю отметку и монтировать заново.

Такая организация производства дает важные преимущества:

• Сокращаются повторяющиеся операции по монтажу и демонтажу опалубки.
• Количество горизонтальных рабочих швов значительно уменьшается.
• Бетонные и арматурные работы продвигаются в едином ритме.
• Сокращаются операции с краном, лесами и опалубкой на верхних отметках.
• Одна и та же опалубочная система может использоваться на протяжении сотен метров.

В невысоких сооружениях подготовка монтажа и операций может занимать большую долю в общей стоимости. По мере роста сооружения эти затраты распределяются на более длительный цикл производства работ. Особенно в сооружениях высотой более 200 метров повторяющиеся циклы опалубки создают серьезную нагрузку с точки зрения сроков и логистики на верхних отметках.

Как применяется скользящая опалубка в сооружениях с переменным сечением?

Скользящая опалубка используется не только для сооружений с постоянным сечением. Хотя шахты и ядра зданий естественным образом подходят для этого метода, железобетонные сооружения, диаметр и толщина стен которых меняются с высотой, также могут возводиться с применением специальных систем, разработанных под конкретный проект.

Одним из ярких примеров является железобетонная дымовая труба Khabat высотой 120 метров, построенная SİBA в Ираке.

Нижний диаметр трубы составляет 16 метров и в пределах первых 45 метров уменьшается до 11,9 метров; далее ствол продолжается как цилиндрический.

В стволе, который сужается настолько быстро, внутренние и наружные поверхности опалубки, подвесные элементы и рабочая платформа постоянно регулируются в соответствии с требуемым диаметром. Уменьшение толщины стен также управляется в рамках той же операции. Благодаря этому быстрые изменения сечения могут выполняться непрерывно.

Почему высокие конические железобетонные дымовые трубы следует строить со скользящей опалубкой?

В очень высоких конических дымовых трубах отдельный монтаж и демонтаж сотен циклов опалубки создает значительную нагрузку с точки зрения сроков, использования крана и логистики на верхних отметках. Скользящая опалубка, напротив, позволяет непрерывно возводить изменяющуюся геометрию и с гораздо меньшим количеством горизонтальных рабочих швов. Вертикальность, диаметр и толщину стен можно контролировать на протяжении всего производства работ. На таком масштабе главный вопрос заключается в том, чтобы правильно спроектировать систему в соответствии с требуемой геометрией и скоростью производства.

Можно ли адаптировать существующий проект под скользящую опалубку?

Не каждый проект изначально разрабатывается с учетом скользящей опалубки. Однако без ущерба для конструктивной безопасности и архитектурных требований геометрию сооружения, детали и последовательность строительства можно сделать более подходящими для этого метода. Для этого подрядчик по скользящей опалубке должен быть вовлечен в проект как можно раньше.

В рамках этой работы:

• Можно упростить оси стен и переходы сечений.
• Резкие геометрические изменения можно сделать постепенными.
• Проемы, ниши и закладные элементы можно организовать в соответствии с последовательностью производства работ.
• Стыки арматуры и зоны нахлеста можно спланировать в соответствии с операцией скольжения.
• Сооружение можно разделить на независимые зоны скользящей опалубки.

Железобетонные ядра высотных зданий являются важными примерами такого подхода. Ядро, состоящее из лифтовых шахт, лестничных клеток и технических шахт, можно спланировать так, чтобы оно возводилось независимо от перекрытий или стальной несущей системы. При необходимости крупные сооружения можно разделить на ядра, группы шахт или участки, которые будут строиться разными методами.

SİBA рассматривает технико-экономическое обоснование, разработку метода строительства, секционирование, проектирование системы и координацию проекта железобетона вместе с выполнением работ на площадке. Экспертиза и спектр услуг компании обеспечивают целостное ведение этого процесса.

Возможно ли подниматься более чем на 6 метров в сутки со скользящей опалубкой?

Если условия проекта и площадки подходят, достижение 6 метров в сутки со скользящей опалубкой и даже превышение этого уровня возможно. Однако скорость зависит не только от мощности гидравлической системы. Укладка бетона, монтаж арматуры, закладные элементы, геодезический контроль, обработка поверхности и снабжение материалами должны идти в одном ритме.

Из двух железобетонных дымовых труб высотой 120 метров, построенных SİBA методом скользящей опалубки в районе Тарсус провинции Мерсин, ствол одной был завершен за 25, другой — за 23 дня. Эти сроки соответствуют средней скорости подъема примерно 4,8 и 5,2 метра/сутки; в отдельные дни суточный подъем превышал 6 метров.

Этот результат не является стандартным обязательством по скорости для каждого проекта. Геометрия, насыщенность арматурой, производственная мощность бетонного узла и погодные условия напрямую влияют на производство работ. Для скорости, достигнутой в Тарсусе, определяющими стали ведение всего процесса в одном темпе, опытные сменные бригады и быстрая координация на площадке.

При скользящей опалубке скорость достигается не за счет более быстрого подъема опалубки, а за счет работы всей производственной цепочки в одном ритме.

Скорость производства работ совместно определяют проектирование бетона и арматуры

При скользящей опалубке состав бетонной смеси нельзя выбирать только по требуемой прочности на сжатие. Бетон должен обладать достаточной удобоукладываемостью при укладке, а после выхода из-под опалубки — набирать раннюю прочность, позволяющую ему сохранять собственную форму. Слишком быстрое схватывание затрудняет укладку и обработку поверхности, тогда как замедленное схватывание может привести к повреждению поверхности и потере формы.

Тип цемента, водоцементное отношение, гранулометрический состав заполнителя, добавки, консистенция и температура бетона оцениваются вместе со временем транспортировки, погодными условиями и требуемой скоростью скольжения.

Другим основным фактором, определяющим скорость производства работ, является проектирование арматуры. Расположение вертикальной и горизонтальной арматуры, длины нахлеста, механические соединения, обрамления проемов и закладные детали должны планироваться с учетом непрерывного движения. Цель состоит не в сокращении арматуры, а в том, чтобы детализировать необходимую арматуру безопасным и выполнимым образом.

Рецептура бетона, проектирование арматуры, опалубочная система и требуемая скорость подъема являются частями единого плана строительства.

По мере роста сооружения допуск на ошибку сужается

Скользящая опалубка — это непрерывный процесс. После того как бетон выходит из-под опалубки и набирает прочность, вернуть уже выполненные работы назад непросто.

Проем, оставленный на неправильной отметке, отсутствующая закладная деталь, неверная арматура или нарастающее геометрическое отклонение могут привести к масштабному ремонту, резке бетона или локальному демонтажу. На высоте в сотни метров такие операции более затратны и рискованны.

Поэтому выбор подрядчика не должен основываться только на оборудовании и единичной цене. Необходимо комплексно оценивать проектирование опалубки, знание бетона и арматуры, систему измерений, организацию площадки, управление сменами и опыт выполнения работ на аналогичной высоте.

Подход SİBA: сначала спроектировать метод строительства

Услуга SİBA по скользящей опалубке не ограничивается доставкой гидравлической системы на площадку и ее эксплуатацией. Пригодность проекта для метода, переменная геометрия, детали бетона и арматуры, метод измерений и непрерывная организация площадки оцениваются в комплексе.

45-летний опыт SİBA и ее практика по железобетонным дымовым трубам высотой более 200 метров приобретают особое значение в сооружениях, где исправить ошибку крайне трудно. Среди референсов — железобетонная дымовая труба ZETES III высотой 252 метра и железобетонная дымовая труба Soma Kolin высотой 208 метров.

SİBA рассматривает сооружение, опалубочную систему, проектирование бетона и арматуры в рамках единого производственного плана.

Часто задаваемые вопросы

Становится ли скользящая опалубка более выгодной по мере увеличения высоты сооружения?

Да, если геометрия подходит. По мере увеличения высоты первоначальные затраты на монтаж распределяются на более длительный цикл работ, а повторяющиеся циклы опалубки устраняются.

Каким методом следует строить высокие конические железобетонные дымовые трубы?

Для высоких конических дымовых труб с подходящей геометрией скользящая опалубка является предпочтительным методом с точки зрения непрерывности работ и контроля геометрии.

Можно ли адаптировать существующий проект под скользящую опалубку?

Да. При сохранении конструктивной безопасности можно переработать геометрию, переходы сечений, проемы, арматурные детали и последовательность строительства.

Можно ли строить ядра зданий методом скользящей опалубки?

Да. Ядра, состоящие из лифтовых, лестничных и инженерных шахт, можно планировать как независимые зоны скользящей опалубки.

На сколько метров в сутки можно подниматься со скользящей опалубкой?

Скорость зависит от условий проекта. При хорошо спланированном выполнении работ возможно подниматься на 6 метров в сутки и выше.

Почему для очень высоких сооружений нужна опытная компания по скользящей опалубке?

При непрерывном производстве исправлять ошибки впоследствии сложно и дорого. Система должна быть правильно спроектирована с первого дня и реализована командой с опытом работы на сопоставимом масштабе.