Опалубочные технологии возведения монолитных конструкций

Комплекса «Минск-Арена».

Многопрофильный культурно-массовый комплекс Минск-Арена состоит из четырех самостоятельных сооружений:

• ? центральной арены, рассчитанной на 15 000 зрителей;
• ? конькобежного стадиона;
• ? велодрома;
• ? паркинга.

Рассматривая процесс строительства комплекса Минск-Арена, сразу следует оговориться, что в данном случае имел место второй, более прагматичный подход — монолитные конструкции проектировались с учетом технологических и конструктивных особенностей применяемой опалубки, то есть при проектировании конструкций учитывалась их технологичность. Такой подход обеспечивает высокие темпы строительства при высоком качестве конструкций. А монолитные конструкции комплекса отличаются сложностью: строительство небоскреб монолитный конструкция.

• ? переменная высота этажей;
• ? круглые и квадратные колонны с капителями и без (капители имели различную

форму);

• ? перекрытия и стены криволинейного в плане очертания;
• ? контурные балки, выступающие из перекрытия, включая балки криволинейного очертания в плане;
• ? наклонные конструкции (перекрытия, пандусы, трибуны с криволинейным очертанием в плане ступеней и т. п.);
• ? лестнично-лифтовые блоки и т. п.

Одним из факторов, определяющих темп строительства и в значительной степени влияющий на экономические показатели, стал выбор типов опалубочных систем и их комплектов. Основные положения опалубочных технологий заключаются в следующем:

? монолитный каркас возводится параллельно по всем секторам.

Технологические захватки ограничиваются температурно-осадочными швами:

• ? используются как поточные, так и каскадные технологии строительства;
• ? разрабатываются и внедряются новая технология возведения наклонных и криволинейных в плане монолитных конструкций трибун;
• ? технологии опалубливания конструкций должны обеспечить снижение трудозатрат и машинного времени.

Монолитный железобетонный каркас центральной арены был запроектирован с переменной высотой этажей (3300; 3600; 4800; 6000 и 6600 мм), что существенно повлияло на разработку опалубочной технологии и выбор опалубочной системы. Тип опалубки применяемой для возведения монолитных колонн определяется поперечным сечением самой колонны. Для колонн прямоугольного поперечного сечения использовали стандартную веерную опалубку колонн, которая позволила опалубить колонны практически любого поперечного сечения (с шагом 50 мм). Тип опалубки круглых колонн был определен на основании результатов технико-экономического анализа: для колонн диаметром 600 мм целесообразно использовать инвентарную съемную опалубку, а колонны диаметром 700 мм следует бетонировать в несъемной опалубке из стальных труб (рис. 1).

Рисунок 1 — Возведение монолитных колонн:

а) в специализированной опалубке; б) в несъемной опалубке Для возведения перекрытий переменной высоты, как показал технологический анализ, целесообразно применять опалубки с различными опорными системами. При этом следовало учитывать, что использование телескопических стоек, в качестве опорной системы оправдано для опалубки высотой не более четырех метров. При большей высоте целесообразно использовать другие типы опалубок (например, опорные башни или объемные леса), при этом опалубка наклонных конструкций должна обеспечить восприятие как вертикальных, так и горизонтальных усилий возникающих при бетонировании. Принято решение использовать опорные башни для возведения горизонтальных наклонных перекрытий и трибун. Кроме того, выбранный тип опалубки позволил технологически совместить оба этих процесса. Таким образом, на строительстве комплекса Минск-Арена использовались следующие опалубки:

• ? опорные леса импортного производства;
• ? отечественные опорные башни ПОРТАЛ.

Обе системы собираются вручную из унифицированных элементов (опорные леса — из стоек и раскосов, а опорные башни — из рам и раскосов). Точная настройка рабочей высоты осуществлялась домкратами (рис. 2). Для каждого типа опалубки был произведен технологический расчет, учитывающие геометрические характеристики возводимой монолитной конструкции. Монолитные конструкции цокольных этажей комплекса возводились по поточной технологии строительства — работы разбивались по конструкциям на отдельные этапы и возводились последовательно, обеспечивая минимальное расстояние перемещение опалубки и синхронность работ (рис. 3).

Рисунок 2 — Возведение монолитного перекрытия с применением опорных башен ПОРТАЛ.

Рисунок 3 — Поточная технология возведения каркаса велодрома.

Возведение вышележащих этажей комплекса осуществляли по каскадной технологии строительства, позволяющей значительно сократить сроки строительства — непосредственно опалубка перекрытия и страховочные элементы располагаются одновременно на 3 — 4 этажах по вертикали (рис. 4).

Рисунок 4 — Каскадная технология возведения каркаса велодрома.

Основные принципы каскадной технологии строительства:

• ? возводится нижележащее перекрытие;
• ? после набора бетоном перекрытия минимальной прочности монтируют в проектное положение опалубку колон и вышележащего перекрытия. При этом опалубку нижележащего перекрытия не демонтируют;
• ? опалубки демонтируют после набора монолитными конструкциями распалубочной прочности.

Технология возведения монолитных криволинейных перекрытий выступающих за наружный контур нижерасположенных перекрытий основана на использовании временных консольных площадок в качестве опоры опалубки. Площадки были выполнены из стальных балок, фиксируемых к нижележащему перекрытию винтовыми анкерами. Шаг расстановки стальных балок и их типоразмеры, анкерное крепление определялись технологическим расчетом, а при необходимости нижние, ранее забетонированные перекрытия, дополнительно подпирались страховочными стойками. Как было сказано ранее, при проектировании опалубочной технологии возведения наклонных конструкций необходимо учитывать, что опалубка должна воспринимать не только вертикальные, но и горизонтальные усилия и отводить их к основанию (нижележащему перекрытию). Поэтому особое внимание здесь требуется уделить выбору и технологическому расчету опорной системы опалубки.

Бетонирование наклонных балок велось снизу-вверх (рис.5). Наклонные трибуны криволинейного очертания возводили после бетонирования наклонных балок. Особые проблемы вызвала фиксация арматурных каркасов в проектном положении.

Поскольку бетонирование конструкций вели снизу-вверх, каждая ранее забетонированная нижняя ступень становилась надежной опорой при выполнении всех работ, проводившихся выше. Было разработано два варианта крепления опалубки ступени:

• ? к арматурному каркасу;
• ? к арматурному каркасу и монолитной конструкции.

Рисунок 5 — Возведение монолитных балок наклонных трибун

На участках с закруглением трибун в качестве бортовой опалубки применяли водостойкую фанеру, на прямолинейных участках трибун — щитовую опалубку. Общий вид возведенных монолитных конструкций трибун приведен на рис. 6.

Рисунок 6 — Возведение монолитных конструкций наклонных трибун:

а) нижнего яруса; б) верхнего яруса Несмотря на сложные формы центральной арены с применением современной опалубочной техники удалось возвести монолитные конструкции в сжатые сроки и передать фронт работ смежникам под отделку и устройство инженерных систем. Это в немалой степени способствовало досрочной сдаче всего комплекса в срок.