Опалубка для перекрытий: стойки, несущие балки и столы — выбор системы и расчет стоимости на одну заливку

Плита приобретается в качестве системы подпорки задолго до укладки бетона. На чертеже изображён прямоугольник бетонной плиты с указанием её толщины, однако за этим прямоугольником скрывается конструкция лесов: вертикальные стойки, основные и второстепенные балки и опалубочные щиты («соффит»), размеры которых рассчитываются исходя из толщины плиты и размеров пролёта. Большинство проблем с закупкой комплекта для плиты начинаются не с ошибочной цены. Они начинаются с того, что «соффит» вообще не был нанесён на чертёж, поэтому количество стоек, шаг балок и график распалубки оцениваются отдельно и никогда не согласовываются между собой.

В этой статье «соффит» рассматривается как управляющий документ. Леса — это временная конструкция, которая воспринимает нагрузку от свежеуложенного бетона и лицевой опалубки до тех пор, пока плита не обретёт достаточную несущую способность. Соффит — это горизонтальная лицевая опалубка под плитой, обычно фанера с полимерным покрытием, уложенная на второстепенные балки. Обратная подпорка — это дополнительные стойки, оставляемые на месте после демонтажа первоначальных лесов. Если правильно спроектировать решётку лесов, спецификация (BOM) для плиты формируется автоматически; если же пренебречь этим этапом, строительная площадка вынуждена арендовать стойки по завышенным ценам, а бригада простаивает в ожидании.

Кратко: количество стоек определяется решёткой лесов, а не площадью плиты; класс стоек зависит от высоты соффита; пиковое количество стоек определяется графиком распалубки.

Леса — это временная конструкция, поддерживающая свежеуложенную бетонную смесь и опалубку до тех пор, пока плита не приобретёт несущую способность. Нижняя поверхность — это горизонтальная грань опалубки под плитой, как правило, из фанеры с плёнчатым покрытием, устанавливаемой на второстепенные балки. Обратная подпорка — это повторно используемая подпорка, оставляемая на месте после демонтажа исходных лесов. Количество подпорок определяется сеткой лесов, которая рассчитывается исходя из толщины плиты и размеров пролёта. Расстояние между балками — это расстояние между первичными или вторичными балками, зависящее от толщины плиты и требований по нагрузке.

1. Начинайте с геометрии плиты, а не с подпорки

Для начала проектирования требуются три параметра: толщина плиты, размеры пролёта и высота соффита. Толщина определяет постоянную нагрузку на квадратный метр — это крупнейшая составляющая в расчёте нагрузки на стойку. Размеры пролёта определяют максимальный пролёт второстепенной балки и, соответственно, величину нагрузки, приходящейся на каждую стойку. Высота соффита определяет вылет стойки — именно здесь возникает большинство ошибок при устройстве подпорки.

Соблазнительно начать с выбора стоек, поскольку именно они являются наиболее узнаваемой позицией для закупщиков и фигурируют в счёт-фактурах аренды. Однако количество стоек — это следствие конфигурации решётки лесов, а сама решётка — следствие толщины плиты и сечения балок. Если поменять порядок действий, стойки окажутся установленными с шагом, который второстепенные балки не в состоянии перекрыть, что вынудит либо сократить шаг стоек, либо использовать более массивные балки, чем требуется по проекту.

Плиту обычно проектируют в прямоугольном модуле примерно 1200 мм × 1200 мм или 600 мм × 1200 мм, поскольку такой модуль соответствует стандартным длинам стоек, балок и листов фанеры. Если контур плиты не кратен модулю, короткую сторону заполняют обрезанным листом и укороченной балкой, а не растягивают всю решётку. Растяжение решётки нарушает совмещение стоек во всех смежных пролётах, и каждый пролёт превращается в уникальную конфигурацию вместо повторяющегося модуля.

2. Три системы для плиты и когда каждая из них экономически выгодна

Существует три способа приобрести соффит для плиты, и выбор — это экономическое, а не техническое решение. Деревянный соффит на регулируемых стойках собирается заново в каждом пролёте из стандартных компонентов; стальной стол-опалубка поставляется как готовый сборный блок, который демонтируется, перемещается и устанавливается целиком; летающая опалубка — это самоходная платформа, которую опускают с уже завершённой плиты и краном перемещают в следующий пролёт.

Деревянный соффит — наиболее гибкий вариант и всегда предпочтителен для первой заливки, поскольку компоненты недороги, легко заменяемы и доступны на любом рынке. В то же время он требует наибольших трудозатрат, так как каждый пролёт собирается и демонтируется по одной балке. Стол-опалубка меняет этот баланс: это капитальные затраты, но она заменяет двухсменный процесс демонтажа и переустановки одним циклом работы крана — поэтому её применяют при монолитных жилых плитах и одинаковых перекрытиях.

Летающая опалубка используется при строительстве высотных зданий, где площадь плиты на цикл достаточно велика для окупаемости сложного механизма. В нашей статье выбор анкерных шпилек для высотных зданий и мостов рассматриваются решения для подъёмных систем, где плиты и стеновые опалубки работают в одном цикле. Правило закупки простое: выбирайте гибкую систему для неправильной геометрии, стол-опалубку — для повторяющихся плит и ни ту, ни другую — для единичной плиты.

3. Стойки и рамы: расчётная нагрузка снижается с увеличением вылета

Регулируемая стальная стойка — это вертикальный элемент с резьбовой внутренней трубой, опорной и наголовной плитами, поддерживающими основную балку. Её расчётная допустимая нагрузка приводится для эталонного условия, и ключевой факт для закупки заключается в том, что эта нагрузка не является постоянной: при удлинении внутренней трубы растёт расчётная длина на продольный изгиб и снижается допустимая несущая способность. Стойка, уверенно работающая при вылете 2 м, может оказаться недостаточной при вылете 3500 мм при той же нагрузке.

Поэтому высота соффита — это входной параметр для закупки, а не деталь монтажа на площадке. Для жилого соффита высотой 2800 мм подходят стандартные стойки; для соффита высотой 5 м требуются составные или рамные стойки с индивидуальным расчётом; для соффита высотой 10 м проект выходит за рамки обычных решений и требует обратной подпорки или специализированной системы. Самая дорогостоящая ошибка при закупке комплекта для плиты — это стойка, класс которой на одну ступень ниже требуемого при фактическом вылете, используемом бригадой, поскольку отказ происходит без предупреждения, только под нагрузкой от бетонирования.

Стойки также имеют самый высокий уровень потерь и повреждений. Потерянная опорная плита, погнутая резьба или заклинившая гайка выводят стойку из строя даже при целой трубе, поэтому количество стоек заказывается с рабочим запасом и отслеживается через цикл учёта и восстановления. Когда стойки поддерживают плиту, на которую также устанавливаются зажимы для деревянных балок H20 и основные балки, сохранение полного комплекта стоек на каждый пролёт позволяет быстро переустановить решётку без импровизации.

Нормативная база: EN 13670

4. Основные и второстепенные балки: шаг зависит от толщины плиты

Решётка лесов состоит из двух уровней балок, и оба уровня подбираются по толщине плиты. Второстепенные балки (также называемые продольными балками) располагаются непосредственно под фанерой и пролегают между основными балками; основные балки укладываются поперёк наголовных плит стоек и воспринимают реакции от второстепенных балок. В статье путь передачи нагрузки в деревянных балках H20 объясняется, как нагрузка передаётся от поверхности соффита через оба уровня балок к стойкам, и именно этот путь определяет шаг обоих уровней.

Увеличение толщины плиты повышает постоянную нагрузку на квадратный метр, и ответом служит либо сокращение шага второстепенных балок, либо переход на балки большей высоты. Для плиты толщиной 200 мм на фанере толщиной 21 мм типичный шаг второстепенных балок составляет 400–600 мм, а шаг основных балок — 1200 мм; для плиты толщиной 300 мм требуется более частый шаг или балки большей высоты. Ни одно из этих изменений не является произвольным: оба варианта рассчитываются по нагрузке в соответствии со стандартом проектирования лесов.

Соединители между уровнями балок — это реальная позиция закупки, а не расходный материал. Зажим или клин, фиксирующий балку H20 к основной балке, — небольшой компонент с высоким уровнем потерь, и его отсутствие означает, что балка не получает надлежащей опоры, даже если решётка визуально выглядит завершённой. Заказывайте их вместе с балками и считайте по количеству соединений, а не по пролётам, поскольку именно число соединений определяет необходимое количество.

Нормативная база: EN 13163

5. Щиты соффита: линия фанеры с полимерным покрытием

Поверхность соффита обычно выполняется из фанеры с полимерным покрытием, и решение о закупке зависит не от цены листа, а от стоимости одного квадратного метра на одну заливку. При правильном использовании разделителя и аккуратном демонтаже фанера с полимерным покрытием обычно выдерживает от десяти до тридцати циклов, причём в среднем она выходит из строя быстрее из-за некачественного демонтажа, чем из-за воздействия бетона. Отслаивание поверхности, проникновение воды по кромкам и коробление листа, создающее дополнительную нагрузку на соседние листы, — три основных режима отказа, сокращающих срок службы комплекта.

Толщина щитов определяется шагом второстепенных балок, а не напрямую толщиной плиты, поскольку щит работает как изгибаемый элемент, пролегающий между этими балками. Фанера толщиной 21 мм подходит для меньшего шага, а больший шаг требует более толстого щита или дополнительной балки. В местах, где край плиты или колонна нарушают регулярность решётки, требуются обрезанные щиты и прокладочные рейки, а эти обрезки являются вторым по объёму расходным материалом после самих щитов.

Условия примыкания к краям — это наиболее часто недоучитываемая позиция в спецификации для плиты. Плита, примыкающая к стене, колонне или лифтовому холлу, требует торцевого ограничителя, лицевой опалубки и, если стена была забетонирована ранее, анкерного соединения с существующей конструкцией. В статьях компоновка анкеров для опалубки колонн и компоновка опалубочных панелей подробно рассматриваются такие стыки, и спецификация для плиты должна включать все необходимые крепёжные элементы, а не полагаться на то, что их предоставит бригада, монтирующая стеновую опалубку.

6. Распалубка и обратная подпорка

График распалубки — это решение, влияющее на закупку, поскольку он определяет, как долго леса должны находиться на площадке. Соффит можно демонтировать только тогда, когда плита достигла прочности, принятой в расчёте, поэтому статью время твердения и распалубки бетона и расчёт лесов следует читать совместно. Ранняя распалубка для освобождения стоек под следующий пролёт — самая дорогостоящая «экономия» при закупке комплекта для плиты, поскольку она превращает вопрос проектирования лесов в вопрос несущей способности конструкции.

Обратная подпорка — это механизм, позволяющий демонтировать первоначальные леса до достижения плитой полной расчётной прочности. Плита остаётся поддерживаться второй, более редкой сеткой стоек, воспринимающей нагрузку от вышележащей заливки, и эта вторая сетка — реальная позиция закупки или аренды. Проект, рассчитанный на одну заливку, обнаруживает, что вторая сетка должна находиться на площадке дольше первой, что увеличивает пиковое количество оборудования и занимаемую площадь для хранения.

Следующее из этого число — это пиковое количество стоек, а не количество установленных стоек. Десятиэтажная плита с обратной подпоркой на два уровня требует на площадке в три раза больше стоек, чем одна этажная плита, и это число должно быть указано в заказе наряду с ценой за единицу. Именно оно определяет, покупать или арендовать стойки, а в статье структура затрат показано, как количество циклов решает этот вопрос.

7. Пример расчёта: пролёт плиты толщиной 200 мм

Рассмотрим плоскую плиту толщиной 200 мм над пролётом 6 м × 6 м с высотой соффита 2800 мм, леса на регулируемых стойках и деревянных балках H20 в качестве основных и второстепенных.

Постоянная нагрузка составляет примерно 5 кН/м² с учётом веса свежего бетона, опалубки и коэффициента запаса на строительные нагрузки. Решётка задана с шагом основных балок 1200 мм и второстепенных балок 500 мм — такая конфигурация допустима для данной толщины плиты по расчёту лесов.

Следовательно, пролёт 6 м требует пяти линий основных балок и сетки стоек с шагом 1200 мм по пролёту, что даёт шесть позиций стоек на каждой линии. Второстепенные балки пролегают между линиями стоек на расстоянии 1200 мм с шагом 500 мм, поэтому для покрытия пролёта требуется двенадцать рядов. Все последующие количества выводятся из этой единственной решётки, что делает пример масштабируемым для всего этажа.

Эта таблица — ядро решётки: для пролёта 12 м количество позиций стоек возрастает до 12 на линию, общее количество стоек — до 60, а количество рядов основных балок — до 10, без новых допущений. Метод расчёта количества анкеров применяет тот же принцип к стеновой части той же конструкции, а полное руководство по закупке распространяет его на технические требования и сравнение поставщиков.

8. Стоимость на одну заливку: амортизация по циклам

Система для плиты приобретается не для одной заливки, а для определённого числа циклов. Деревянный соффит имеет низкую начальную стоимость и высокие трудозатраты, поэтому его экономическая эффективность определяется количеством циклов, которые выдерживают балки и щиты, и скоростью, с которой бригада может переустановить пролёт. Стол-опалубка имеет высокую начальную стоимость и низкие затраты на труд, поэтому её эффективность определяется временем цикла при повторяющихся плитах.

Решающим является сравнение стоимости на квадратный метр на одну заливку, а не капитальных затрат. Комплект балок, который стоит в три раза дороже, но служит в пять раз дольше, — более выгодная покупка, и тот же расчёт применим к фанере, соединителям и стойкам. Точка безубыточности для стол-опалубки традиционно выражается в числе одинаковых пролётов, и на жилой плите из десяти пролётов экономия времени цикла обычно покрывает капитальные затраты, тогда как для единичной или неправильной плиты этого никогда не происходит.

Повторное использование также зависит от программы восстановления, а не от решения о закупке. Комплект стоек, возвращаемый в маркированный пролёт, очищаемый, смазываемый и учтённый, будет стоить дороже на десятой заливке, чем тот же комплект, брошенный в кучу на краю плиты. Методология проверки этого различия проста: подсчитайте возвраты, зафиксируйте отказы и проведите амортизацию по фактически достигнутому числу циклов, а не по числу циклов, заявленному в каталоге. Цикл учёта и восстановления и правила вспомогательных изделий и расходных материалов применимы к лесам для плиты точно так же, как и к крепёжным изделиям для стен.

9. Ошибки при устройстве плиты, увеличивающие спецификацию

Первая ошибка — расчёт стоек по площади плиты вместо решётки лесов, что даёт количество стоек, выглядящее достаточным на бумаге, но не выдерживающее фактического вылета, используемого бригадой. Вторая ошибка — игнорирование высоты соффита, поскольку для соффита высотой 5 м требуются составные или рамные стойки, а не просто более длинные стандартные стойки. Третья ошибка — планирование одного комплекта стоек при наличии графика распалубки, требующего обратной подпорки, что оставляет площадку без оборудования в момент, когда следующий пролёт уже готов к заливке.

Четвёртая ошибка — учёт щитов, но не соединителей, поскольку решётка лесов, собранная без необходимого количества соединителей, не является расчётной, а отсутствие соединителей обнаруживается уже во время заливки, а не до неё. Пятая ошибка — покупка стол-опалубки для неправильной плиты, что означает уплату капитального премиума за экономию времени цикла, которая никогда не реализуется.

Краткая дисциплина устройства лесов предотвращает необоснованное увеличение заказа на плиту:

• Определите решётку стоек по толщине плиты и геометрии пролёта до выбора любого класса стоек.
• Сверьте высоту соффита с расчётной нагрузкой стоек при соответствующем вылете и заказывайте соединители по количеству соединений, а не по пролётам.
• Спланируйте график распалубки с учётом количества обратных стоек и проводите амортизацию балок, щитов и стоек по циклам, а не по первоначальной стоимости.

Практика устройства лесов на площадке соответствует таким стандартам, как OSHA 29 CFR 1926.703 в США, EN 12812 для проектирования лесов и EN 13670 для выполнения бетонных конструкций в Европе. Регламент ЕС по строительным продуктам устанавливает базовые требования, на основе которых декларируются компоненты лесов для плиты.

О нас: Завод Qianheng Formwork Fastener производит шпильки D15 и D20 из сталей Q235, Q345, 45# и чугуна QT450 и поставляет регулируемые стальные стойки, зажимы для деревянных балок H20, распорные балки (waling) и полный комплект вспомогательных изделий, указанных в спецификации для лесов плиты. Объём складского запаса составляет около 300 т, а товары со склада отгружаются в течение трёх дней, поэтому даже позднее изменение в программе строительства может быть удовлетворено без изготовления на заказ. На нашей странице контактов размещены технические характеристики и актуальная таблица сроков поставки, а на странице «О компании» описаны завод и система обеспечения качества, лежащая в основе каждой позиции в спецификации, и данная статья была проверена инженерной командой Qianheng Formwork Engineering.