Почему скользящая опалубка выходит на первый план в очень высоких железобетонных сооружениях?

Чем выше железобетонное сооружение, тем сильнее возрастает влияние выбранного метода строительства на проект. Циклы опалубки, подача материалов на верхние отметки, качество бетона, контроль вертикальности, охрана труда и организация площадки становятся все более критичными.

Именно поэтому скользящая опалубка выходит на первый план в сооружениях, развивающихся по вертикали, таких как дымовые трубы, силосы, башни, шахты и ядра зданий. По мере увеличения высоты сооружения доля первоначальных затрат на установку системы в общем объеме работ уменьшается, а преимущества непрерывного производства по времени и организации возрастают.

Особенно в очень высоких железобетонных дымовых трубах скользящая опалубка — это не просто один из вариантов. Если геометрия сооружения подходит, то это наиболее правильный с технической и экономической точки зрения метод строительства.

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

При скользящей опалубке система опалубки высотой примерно в один этаж гидравлически перемещается вверх, пока продолжается укладка бетона. После каждой укладки бетона нет необходимости разбирать опалубку, перемещать ее на следующую отметку, заново собирать и снова привязывать к бетону.

Возможность непрерывно использовать одну и ту же систему по всей высоте сооружения дает важные преимущества:

• Сокращаются повторяющиеся работы по монтажу и демонтажу опалубки.
• Строительные швы в значительной степени устраняются.
• Бетонные и арматурные работы продвигаются в рамках одного производственного ритма.
• Сокращаются операции с краном, лесами и опалубкой на верхних отметках.
• График работ не привязан к циклам этажей или панелей.
• Одна и та же система опалубки может использоваться на протяжении сотен метров.

В низких сооружениях монтаж системы и подготовка к ее эксплуатации могут занимать большую долю в общей стоимости. По мере увеличения высоты сооружения эти первоначальные затраты распределяются на более длительный объем работ. Поэтому в большинстве проектов скользящая опалубка становится более применимым и экономичным вариантом по мере роста высоты.

В сооружениях высотой более 200 метров повторяющиеся циклы самоподъемной опалубки создают серьезную нагрузку как по срокам, так и с точки зрения логистики на верхних отметках. Если геометрия сооружения подходит для скользящей опалубки, непрерывное производство в таком масштабе является гораздо более рациональным решением.

Скользящая опалубка применяется не только в сооружениях с постоянным сечением

Представление о том, что скользящая опалубка может использоваться только в прямостенных сооружениях с повторяющимся одинаковым сечением, неверно.

Силосы, шахты и ядра зданий с постоянным сечением естественным образом подходят для скользящей опалубки (например, железобетонные силосы Abalıoğlu в Алиаге). Однако этим методом можно возводить и железобетонные сооружения, у которых диаметр, сечение и толщина стенки изменяются по мере подъема.

Один из лучших примеров — конические железобетонные дымовые трубы (такие как дымовая труба высотой 120 м в Хабате). Высокая дымовая труба обычно начинается более широкой и более толстой у основания; по мере подъема ее диаметр сужается, а толщина стенки уменьшается. Система скользящей опалубки также проектируется так, чтобы следовать этим изменениям. Внутренние и наружные поверхности опалубки, подвесные элементы и рабочая платформа регулируются контролируемым образом в соответствии с геометрией проекта.

Следовательно, скользящая опалубка — это не просто перемещение фиксированного сечения вверх. При правильном инженерном решении изменения как сечения, так и толщины стенки могут управляться в процессе производства работ.

Почему высокие конические железобетонные дымовые трубы должны строиться со скользящей опалубкой?

В очень высоких конических железобетонных дымовых трубах экономически и организационно нецелесообразно отдельно монтировать и демонтировать сотни циклов опалубки. Скользящая опалубка обеспечивает непрерывное формирование геометрии трубы.

Пока по высоте трубы изменяются диаметр сечения и толщина стенки, система опалубки также адаптируется к этим изменениям. Благодаря этому ствол дымовой трубы можно возводить монолитно, без образования большого количества горизонтальных рабочих швов.

Преимущество здесь заключается не только в скорости. Возможность непрерывно контролировать вертикальность, диаметр, толщину стенки и геометрию поверхности через единую систему также имеет большое значение для качества работ в очень высоких дымовых трубах.

Коротко говоря, в случае очень высоких конических железобетонных дымовых труб обычно следует задавать не вопрос «Можно ли использовать скользящую опалубку?», а вопрос о том, как должна быть спроектирована система в зависимости от геометрии сооружения и целевой скорости производства.

Можно ли адаптировать существующее сооружение под скользящую опалубку?

Не каждый проект изначально может быть спроектирован с учетом скользящей опалубки. Однако это не означает, что метод нельзя применить.

Без ущерба для несущей безопасности и архитектурных требований геометрию сооружения, детали и последовательность строительства можно сделать более подходящими для скользящей опалубки. 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 могут быть сделаны постепенными в той мере, в какой это допускает проект.
• Отметки проемов, ниш и закладных элементов могут быть организованы в соответствии с последовательностью производства.
• Стыки арматуры и зоны нахлеста могут быть запланированы в соответствии с операцией скольжения.
• Сооружение может быть разделено на независимые зоны скользящей опалубки.
• Специальные переходные отметки могут быть решены с использованием разных систем опалубки.

Цель здесь не в том, чтобы насильно подогнать сооружение под систему опалубки. Задача — выработать более реализуемое решение, совместно оценивая несущую систему, архитектуру, метод опалубки и организацию площадки.

В этом контексте SİBA предлагает не только выполнение работ со скользящей опалубкой, но и услуги по технико-экономическому обоснованию, разработке метода строительства, разделению на участки, проектированию системы и координации проектов железобетонных конструкций.

Ядра зданий и крупные сооружения можно разделять на секции

В высотных зданиях одной из областей наиболее эффективного применения скользящей опалубки являются железобетонные ядра. Ядро, состоящее из лифтовых шахт, лестничных клеток и технических шахт, может планироваться независимо от остальной части сооружения.

Возведение ядра может опережать устройство межэтажных перекрытий или стальной несущей системы. Выпуски арматуры, муфты, пластины и закладные резервы, необходимые для соединений с перекрытиями и несущей системой, оставляются на соответствующих отметках.

Не все железобетонные части одного и того же здания должны выполняться со скользящей опалубкой. Крупное сооружение может быть разделено на:

• независимые ядра зданий,
• группы шахт,
• блоки или крылья,
• секции, которые будут скользить в разное время,
• отдельные зоны работ, выполняемые со скользящей и самоподъемной опалубкой

.

Благодаря такому подходу можно воспользоваться преимуществами метода даже в проектах, которые на первый взгляд не выглядят подходящими для скользящей опалубки. Здесь важно, чтобы разделение на секции рассматривалось совместно со статическим проектом и графиком строительства.

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

Если условия проекта и площадки подходят, достижение 6 метров в день со скользящей опалубкой и даже превышение этого уровня возможно. Однако такая скорость не может объясняться только мощностью гидравлической системы.

Пока опалубка поднимается, непрерывно продолжаются также укладка бетона, монтаж арматуры, установка закладных элементов, геодезический контроль, обработка поверхности, снабжение материалами и смена вахт. Любой сбой в одной из этих операций влияет на скорость всего производства.

Из двух железобетонных стволов дымовой трубы высотой 120 метров, построенных компанией SİBA методом скользящей опалубки в районе Тарсус провинции Мерсин, один был завершен за 25 дней, а другой — за 23 дня. Эти сроки соответствуют средней скорости подъема примерно 4,8 и 5,2 метра/день соответственно. В некоторые дни суточный подъем превышал 6 метров.

Эту производительность не следует рассматривать как стандартное обязательство по скорости для каждого проекта. Геометрия, плотность армирования, производственная мощность бетонного узла, проемы, погодные условия и рабочая зона напрямую влияют на результат.

Скорость производства в Тарсусе стала возможной не только благодаря быстрому движению опалубки. Решающее значение имело то, что весь процесс — от бетонного завода до рабочей платформы — велся в одном темпе, а также опытные вахтовые бригады и оперативное принятие решений на площадке.

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

Скорость производства совместно определяют проектирование бетона и арматуры

При скользящей опалубке бетонная смесь не может подбираться только по требуемой прочности на сжатие. Бетон должен обладать достаточной удобоукладываемостью при укладке в опалубку, а при выходе из-под опалубки — набрать раннюю прочность, позволяющую сохранять форму.

Бетон со слишком быстрым схватыванием может затруднить укладку и обработку поверхности. Бетон с замедленным схватыванием, напротив, может выйти из опалубки, не достигнув достаточной прочности, что приведет к повреждению поверхности и потере формы.

Поэтому тип цемента, водоцементное отношение, гранулометрический состав заполнителя, химические добавки, консистенция и температура бетона должны оцениваться вместе с временем транспортировки, погодными условиями и целевой скоростью скольжения.

Бетон — не единственный фактор, определяющий скорость производства. Проектирование и деталировка арматуры не менее важны, чем состав бетонной смеси.

Расположение вертикальной и горизонтальной арматуры, длины нахлеста, механические соединения, арматура вокруг проемов и закладные детали должны планироваться с учетом непрерывного движения скользящей опалубки. Слишком плотная арматурная деталировка или деталировка, разработанная без учета последовательности выполнения работ, может замедлить монтаж на платформе и нарушить всю операцию.

Цель состоит не в том, чтобы идти на компромисс по конструктивной арматуре, а в том, чтобы детализировать необходимую арматуру так, чтобы ее можно было безопасно и непрерывно монтировать.

В успешном проекте со скользящей опалубкой состав бетона, проектирование арматуры, система опалубки и целевая скорость подъема не являются независимыми решениями. Все это части одного и того же плана производства работ.

Важное преимущество с точки зрения охраны труда

При скользящей опалубке рабочая платформа поднимается вместе с сооружением. Нет необходимости каждые несколько метров разбирать опалубку, перемещать ее краном, заново собирать и снова анкеровать.

Снижение объема повторяющихся работ по демонтажу, перемещению и монтажу на высоких отметках дает важное преимущество с точки зрения охраны труда. Разумеется, система скользящей опалубки также требует специализированного проектирования, регулярного контроля и дисциплинированного выполнения работ. Но в правильно организованной системе бригада работает на интегрированной платформе, поднимающейся вместе с сооружением, вместо постоянно меняющихся временных рабочих зон.

По мере увеличения высоты сооружения допуск на ошибку сужается

Скользящая опалубка — это непрерывно продвигающийся производственный процесс. После того как бетон выходит из-под опалубки и набирает прочность, вернуть уже выполненную работу назад непросто.

Большой проем, оставленный на неправильной отметке, отсутствующая закладная деталь, неправильное расположение арматуры или геометрическое отклонение, которое постепенно нарастает, нельзя устранить на следующем этапе простой корректировкой опалубки. Такие ошибки могут привести к ремонтам, требующим инженерных расчетов, резке бетона или локальному демонтажу.

Если эти операции сложны даже на уровне земли, то на высоте в сотни метров они гораздо дороже и рискованнее. Кроме того, если небольшая ошибка вертикальности или поворота не будет выявлена рано, ее влияние может увеличиваться по мере подъема сооружения.

Поэтому в очень высоких сооружениях выбор подрядчика по скользящей опалубке не должен основываться только на оборудовании и удельной цене. Необходимо совместно оценивать проектирование опалубки, знание бетона и арматуры, систему измерений, организацию площадки, управление сменами и опыт выполнения работ на аналогичной высоте.

Вместо того чтобы искать решение после появления ошибки, нужно работать с командой, которая способна с самого начала правильно организовать систему.

Подход SİBA: сначала спроектировать метод строительства

Услуга SİBA по скользящей опалубке не ограничивается доставкой гидравлической системы на площадку и ее запуском.

Анализ пригодности проекта для скользящей опалубки, при необходимости разделение сооружения на секции, проектирование системы опалубки для переменной геометрии, оценка бетонных и арматурных деталей с точки зрения выполнения работ, определение метода измерений и подготовка непрерывной организации площадки — все это части данной услуги.

45-летний опыт SİBA и практика в железобетонных дымовых трубах высотой более 200 метров приобретают особое значение именно в тех сооружениях, где исправление ошибки крайне затруднено. Среди референсов компании также есть железобетонная дымовая труба ZETES III высотой 252 метра и железобетонная дымовая труба Soma Kolin высотой 208 метров.

Преимущество, которое дает скользящая опалубка в очень высоких сооружениях, очевидно. Однако это преимущество не возникает само по себе без правильного проекта и хорошо спланированной организации площадки.

Именно здесь начинается вклад SİBA: рассматривать сооружение, систему опалубки, проектирование бетона и арматуры в рамках единого производственного плана и реализовывать этот план на площадке непрерывно.

Часто задаваемые вопросы

Становится ли скользящая опалубка более выгодной по мере увеличения высоты сооружения? Да, если геометрия сооружения подходит для скользящей опалубки. По мере увеличения высоты первоначальные затраты на установку системы распределяются на более длительный объем работ. Поскольку исчезают повторяющиеся циклы опалубки и работы по демонтажу-монтажу на верхних отметках, временные и стоимостные преимущества скользящей опалубки усиливаются.

Каким методом следует строить высокие конические железобетонные дымовые трубы? Высокие конические железобетонные дымовые трубы следует строить со скользящей опалубкой. Система скользящей опалубки может быть спроектирована так, чтобы отслеживать изменение диаметра сечения и толщины стенки по мере подъема трубы. Благодаря этому ствол дымовой трубы возводится непрерывно и контролируемо.

Можно ли адаптировать существующий проект под скользящую опалубку? Да. При сохранении безопасности несущей системы геометрию стен, переходы сечений, проемы, арматурные детали и последовательность строительства можно сделать более подходящими для скользящей опалубки. Чем раньше будет выполнена эта работа, тем больше будет применимых вариантов решения.

Можно ли строить ядра зданий со скользящей опалубкой? Да. Железобетонные ядра, состоящие из лифтовых, лестничных и инженерных шахт, очень хорошо подходят для скользящей опалубки. В крупных проектах ядра или группы шахт могут планироваться как независимые секции.

На сколько метров в день можно подниматься со скользящей опалубкой? Суточная скорость подъема зависит от условий проекта. В некоторых хорошо спланированных и правильно организованных работах возможно подниматься на 6 метров в день и выше. Состав бетона, плотность армирования, геометрия, погодные условия и организация площадки совместно определяют эту скорость.

Почему для очень высоких сооружений нужна опытная компания по скользящей опалубке? Поскольку при скользящей опалубке укладка бетона и подъем идут непрерывно, последующее исправление ошибок сложно и дорого. По мере увеличения высоты доступ усложняется, а влияние небольших геометрических отклонений возрастает. Поэтому система должна быть правильно спроектирована с первого дня и реализована командой, имеющей опыт на аналогичном масштабе.