способ возведения монолитных зданий и сооружений

Формула изобретения

Способ возведения монолитных зданий и сооружений, включающий установку для каждой ячейки наружной и внутренней опалубок, заполнение межопалубочного пространства твердеющим раствором, преимущественно легким бетоном, с последующим его вибрированием и выдержкой для затвердения, отличающийся тем, что перед установкой опалубок на фундамент или предыдущий ярус устанавливают каркас с торкретированием металлических частей, выполненный из вертикальных пустотелых металлических стоек, располагаемых по периметру ячейки и заливаемых вовнутрь для жесткости твердеющим раствором, горизонтальных металлических поперечин, соединяющих стойки друг с другом в верхней части, и арматуры, помещаемой между стойками и поперечинами, причем внутреннюю опалубку выполняют ниже наружной опалубки на толщину перекрытия между этажами и устанавливают на ней горизонтальный щит, служащий нижней опалубкой для перекрытия, каркас дополняют арматурой, располагаемой между горизонтальными металлическими поперечинами, а после заливки стен производят заливку твердеющим раствором межэтажных перекрытий.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения монолитных зданий с использованием наружной и внутренней опалубок и легкого бетона.

Известен способ возведения монолитных зданий и сооружений [1] включающий установку наружной опалубки, внутренней опалубки многократного использования, их фиксацию и заливку бетона между опалубками.

Недостатками известного способа является большая материалоемкость наружной и внутренней опалубок, необходимость использования крановой механизации и, как следствие, удорожание строительства. Модная опалубка и огромная тяжесть бетонной массы вынуждают делать мощный фундамент. Кроме того, сроки твердения бетона длительные, до 20 дней и выше. Поэтому строительство здания, особенно многоэтажного, где каждый этаж заливается бетоном не ранее, чем наберет необходимую твердость заливка нижнего этажа, затягивается на большой период времени. Бетон имеет низкие изоляционные свойства, поэтому приходится делать стены зданий большей толщины.

Известны сборно-монолитные стены [2] где частично эти недостатки пытаются устранить за счет установки полублоков друг на друга в шахматном порядке с образованием колодцев, куда помещают блоки из эффективного утеплителя, отделяющего монолитный заполнитель от противоположных стенок.

Известен способ возведения наружных стен сооружений [3] который включает установку наружной опалубки из плит с их фиксацией и внутренних опалубочных плит многоразового использования с возможностью поярусного их перемещения. Между опалубками заливают легкий бетон, в частности, газобетон. На основание устанавливают на высоту этажа угловые элементы и промежуточные стойки, раскрепленные талрепами. К стойкам монтируют щиты внутренней опалубки так, чтобы была возможность вертикальной поярусной перестановки между стойками и угловыми элементами. Внешние и внутренние опалубочные щиты имеют одинаковую высоту. Внешние опалубочные щиты крепятся временными держателями, стержнями и стяжками, которые после схватывания бетона удаляют.

Недостатком этого способа является сложность монтажа опалубочных щитов. Кроме того, как и другие способы, этот достаточно дорогой из-за стоимости бетона и газобетона, в том числе доставки его от места приготовления до стройплощадки и длительные сроки строительства, в первую очередь, из-за времени набора прочности бетона. Следует учесть, что газобетон капризен при вспучивании, трудно предсказать каков будет его объем в готовом состоянии.

Наиболее близким к заявленному является способ возведения стен и перекрытий при монолитном домостроении [4] состоящий из установки подмостьев с кондуктором, несъемной опалубки, блочно-щитовой опалубки, многопустотного настила и несъемной опалубки перекрытий, которая струбциной скрепляется с блочно-щитовой опалубкой, а также утеплителя. Заливку осуществляют монолитным бетоном.

Этот способ не свободен от всех недостатков, описанных выше. Следует иметь в виду, что бетон, как и газобетон, плохо застывает при очень низких температурах (более -20^oC). Бетон плохой предохранитель внутреннего помещения здания от наружного холода, кроме того, бетонные стены являются несущими элементами конструкции здания, поэтому толщина стен велика, более 40 см. Нельзя не упомянуть об отсутствии сейсмической устойчивости всех упомянуть об отсутствии сейсмической устойчивости всех упомянутых монолитных сооружений, тяжелых и не пластичных.

Для сокращения сроков, стоимости строительства, упрощении возведения зданий, а также создания облегченной конструкции с повышенной сейсмоустойчивостью сооружений предлагается способ, включающий установку наружной и внутренней опалубок, заполнением межопалубочного пространства твердеющим составом с последующим его вибрированием и выдержкой до затвердевания. При этом возведение сооружения начинается с установки на фундамент или предыдущий ярус каркаса с торкретированием его металлических частей. Затем, после установки наружной и внутренней опалубок, производится заливка межопалубочного пространства твердеющим составом. В качестве твердеющего состава используют легкий бетон, преимущественно арболит.

Каркас выполнен из вертикальных пустотелых металлических профилированных стоек, располагаемых по периметру ячейки. Стойки заливают для жесткости внутри твердеющим составом. В каркас входят также горизонтальные металлические поперечины, соединяющие стойки друг с другом в верхней части, и арматура, помещаемая между стойками и поперечиной.

Внутренняя опалубка снабжена сверху горизонтальным щитом, являющимся внутренней опалубкой перекрытия, и по высоте ниже наружной опалубки на толщину межэтажного перекрытия. В каркас между горизонтальными металлическими поперечинами устанавливается арматура. При заливке межопалубочного пространства твердеющим составом одновременно возводят стены и межэтажные перекрытия. Затем состав вибрируют и выдерживают до затвердения.

На фиг. 1 изображена ячейка монолитного сооружения в разрезе, не залитая твердеющим составом, и фрагменты ниже расположенных ячеек, уже залитых таким составом; на фиг. 2 вид ячейки сверху без перекрытия.

На подготовленном основании, фундаменте 1 или предыдущем ярусе, устанавливается каркас, состоящий из вертикальных профилированных стоек 2, расположенных по периметру ячейки, внутрь которых для жесткости заливают твердеющий состав. Количество стоек 2 зависит от величины ячейки и ее конфигурации. В верхней части стоек 2 укрепляют металлические поперечины 3, ниже которых между стоек 2 устанавливают арматуру 4. Арматура 5 устанавливается между металлических поперечин 3, если в ячейке заливают стены с одновременной заливкой межэтажных перекрытий. Каркас торкретируют. Далее устанавливают наружную опалубку 6 и внутреннюю опалубку 7, снабженную сверху горизонтальным щитом 8, являющимся внутренней опалубкой перекрытия. Далее производят заливку межопалубочного пространства твердеющим составом, в качестве которого используют легкий бетон, преимущественно арболит. В отдельных случаях, в частности, при возведении 1-2 этажных зданий, каркас может быть установлен облегченный, например, деревянный. Затем устанавливают арматуру и ее торкретируют.

Арболит известен как легкий бетон, из которого производят строительные блоки. При строительстве монолитных зданий не применялся. Без каркаса имеет низкую прочность, но при этом хорошо сохраняет тепло (теплопроводность не меньше теплопроводности дерева) и очень легкий (в 2-4 раза легче обычного бетона). Может быть изготовлен прямо на строительной площадке, для чего требуется кроме цемента, воды и жидкого стекла любые измельченные отходы деревообрабатывающего производства: опилки, стружки, щепки, ветки, причем не обязательно первого сорта. Такой раствор заливается в межопалубочное пространство, снабженное каркасом, насосом, в любую погоду, в том числе и морозную. Срок набора прочности мал и не превышает двух суток, поэтому срок возведения высотного здания месяц-два. Стены не надо снабжать утеплителем и толщина их значительно меньше, чем при использовании обычного бетона. Вес всей конструкции здания, по сравнению с традиционными, уменьшается в 5-6 раз. Соответственно и фундамент можно сделать облегченным. В качестве твердеющего раствора можно использовать арболит с другими заполнителями, где вместо отходов деревообрабатывающего производства возможно применение измельченных отходов сельскохозяйственной промышленности или каких-то растений, имеющихся неподалеку от стройплощадки (камыши, солома и пр.).

Следует иметь в виду, что описанный способ может быть использован при строительстве монолитных сооружений в зависимости от конструкции здания и других факторов.

Опорные стойки 2 могут быть выполнены из металлического листа толщиной 3-5 мм, согнутого таким образом, что в сечении образован прямоугольник со стороной, зависящей от нагрузки. Для стоек можно использовать металлическую трубу. Залив стойки 2 твердеющим раствором, соединив их в верхней части поперечинами 3 и установив между стойками арматуру 4, т.е. смонтировав каркас, можно сразу устанавливать каркас ячейки следующего этажа, потом следующего и т. д. Таким образом, создается фронт работ пока на нижних этажах опалубки, заливают межопалубочное пространство твердеющим раствором, выбирают его и выдерживают до затвердения. Горизонтальные поперечины 3 каркаса могут быть так же, как и стойки 2, выполнены из гнутого металлического листа, а могут быть из профильной металлической балки. В связи с тем, что используется легкий бетон, например, арболит, вес конструкции уменьшается в несколько раз, что позволяет применять облегченные опалубки, не требующие большой прочности, например, деревянные щиты, облицованные с рабочей стороны листовым оцинкованным металлом толщиной 0,5-0,6 мм. Такие опалубки легко могут быть установлены вручную. Внутренняя может быть как одноразового, так и многоразового применения. В последнем случае несложно сделать складную конструкцию, устанавливаемую на ролики, которую, после заливки легким бетоном и его отведения, можно свободно сложить, выкатить и переставить в другую ячейку.

Преимущества описанного способа, по сравнению с традиционным, очевидны. Применение дешевого бетона, уменьшение его потерь в связи с приготовлением на стройплощадке, быстрота сборки и уменьшение сроков возведения зданий, облегченная опалубка с ручным монтажом щитов и удешевление ее стоимости, подача арболита насосом все это приводит к резкому удешевлению возведения монолитных зданий, уменьшению сроков строительства и исключения крановой механизации. Следует отметить еще два важных преимущества, повышение сейсмоустойчивости сооружения и улучшение экологии окружающей среды за счет применения для приготовления легкого бетона, арболита, отходов производства, которые в настоящее время выбрасываются.