Почему шпильки для опалубки рвутся на объекте
Шпильки для опалубки рвутся, когда фактическая нагрузка от бокового давления бетонной смеси становится выше несущей способности стяжного узла. Разрыв провоцируется неверным шагом установки стяжек, высокой скоростью бетонирования, ошибками при виброуплотнении, изношенностью резьбы, слабыми гайками, перекосом щитов и повторным использованием поврежденных элементов. Чтобы избежать аварии, нужно проверять шпильки перед монтажом, соблюдать расчетную схему количества комплектующих при установке опалубочных щитов и темп подачи раствора.
Разрыв шпильки во время бетонирования редко связан с качеством металла. Стяжной узел теряет надежность, когда давление смеси, темп подачи, схема расстановки опалубки и состояние комплектующих не соответствуют расчетной схеме. В результате срывает резьбу, просаживает гайку, раскрывается стык между щитами и деформируется участок бетонирования. В статье разберем причины, почему рвутся шпильки для опалубки? Как оценить нагрузку на стяжной винт правильно и заранее выявить слабое звено в опалубочном комплекте?
Какие нагрузки воспринимают стяжки
Стяжной болт удерживает противоположные щиты и воспринимает усилие от бокового давления смеси. На шпильки для опалубки влияет несколько факторов:
- высота слоя бетона в опалубочных формах;
- скорость заполнения опалубки по высоте;
- подвижность и температура смеси;
- осадка конуса шпильки во время укладки раствора;
- неравномерная подача рывками и толчками;
- динамические нагрузки при работе глубинного вибратора;
- расстояние между стяжными шпильками по вертикали и горизонтали;
- жесткость опалубки и замков.
Во время твердения бетонная смесь постепенно теряет подвижность, начинает схватываться. Распределение давления меняется по высоте и зависит от скорости бетонирования. Если бетон подают быстрее расчетного темпа, нижние ряды креплений опалубки шпильками получают повышенное усилие.
Надежные шпильки для опалубки в нашем каталоге:
Вибрирование уплотняет раствор и временно усиливает воздействие на опалубку. По ГОСТ 34329-2017 нагрузка от вибрирования бетонной смеси принимается равной 400 кгс/м². Риск растет, если вибратор задерживают в одной зоне, опирают на арматуру, касаются тяжей, гаек или щитов.
Подача бетононасосом требует соблюдения карты бетонирования. При резком заполнении одной зоны нагрузка концентрируется на отдельном участке, а соседние стяжки работают неравномерно. Для высокой стены, колонны или пилона это приводит к раскрытию стыков, срыву гаек и повреждению винтов.
Что ломается в стяжном узле
По ГОСТ 34329-2017 стяжка относится к несущим элементам опалубки. Винт соединяет противоположные щиты опалубки и воспринимает боковую нагрузку от цементного раствора. Поэтому при повреждении шпильки под опалубку проверяют весь комплект стяжного узла (шпильки, гайки, шайбы, комбиплаты, ребра жесткости профилей, отверстия под стяжки) и соблюдение режима бетонирования. Основные рекомендации проверки стяжного узла приведены в таблице ниже:
|
Признаки дефекта |
Возможная причина |
Что проверить |
|
Резьба сорвана, тело винта целое |
износ, загрязнение, малое зацепление или несовместимость резьбы |
резьбу шпильки и гайки, чистоту соединения, точность посадки |
|
Болт разорван по телу |
перегрузка, дефект металла, коррозия или повреждение сечения |
шаг стяжек, паспортную нагрузку, следы надрезов, сварки и нагрева |
|
Шпилька погнулась без разрыва |
перекос щитов, нет соосности отверстий, деформированный крепеж |
ровность болтов, положение отверстий, геометрию щитов |
|
Стяжка входит в отверстия с усилием |
нарушена геометрия щитов или не совпадают оси отверстий |
соосность отверстий, профили, ребра жесткости и замки |
|
Щит разжимает между винтами |
увеличенный шаг стяжек или большая площадь влияния узла |
схему установки, расстояние между шпильками, соответствие ППР |
|
Стык между щитами раскрылся |
перегрузка участка, слабая сборка или высокая скорость подачи |
замки, шаг стяжек, темп и равномерность бетонирования |
|
Из шва выходит цементное молочко |
начался разжим щитов или нарушена герметичность стыка |
замки, палубу, плотность стыков, порядок подачи смеси |
|
Гайка идет с перекосом, заедает или срывается |
износ, загрязнение, малое зацепление или неподходящая гайка |
резьбу, посадку гайки, совместимость комплектующих |
|
Контргайка просаживается при затяжке |
поврежден щит, малая опорная площадь или деформирована зона крепления |
шайбу, комбиплату, профиль опалубки |
|
Край рамы продавлен вокруг гайки |
малая площадь опоры, поврежденная палуба или слабый профиль |
опорную площадку, щит, ребра жесткости, установку комбиплаты |
|
Нижние ряды стяжек перегружаются раньше остальных |
высокий темп бетонирования, большая захватка или подвижная смесь |
скорость подачи, высоту слоя, подвижность раствора, расчетную схему |
|
Возле зоны вибрирования раскрываются швы, проседают гайки или гнутся стяжки |
долгая работа вибратора в одной точке или контакт с крепежом |
место вибрирования, порядок уплотнения, соблюдение ППР |
Комплект осматривают перед каждой заливкой. Если при обнаружении повреждения ограничиться заменой одной шпильки без проверки оснащения и режима бетонирования, есть риск появления дефекта на следующей захватке.
Расчет нагрузки на стяжной винт
Расчет зависит от высоты захватки, давления раствора, схемы расстановки опалубки, шага стяжек, типа шпилек, гаек и условий бетонирования. Используют следующую формулу:
Нагрузка на один стяжной винт = расчетное давление бетонной смеси × площадь влияния одного винта.
Площадь влияния зависит от расстояния между соседними стяжками по горизонтали и вертикали. Если шпильки установлены с редким шагом, на каждую из них приходится увеличенная нагрузка от опалубки. При увеличении шага давление на один крепежный узел растет, запас прочности болта снижается. Для проверки схемы важно разделять три уровня:
- расчетное давление бетона на щиты;
- нагрузку, которая приходится на один стяжной узел;
- допустимую нагрузку шпильки, гайки, шайбы и участка рамы.
Точная схема установки стяжек должна соответствовать паспорту опалубки и данным производителя. Любое изменение шага, высоты захватки, темпа бетонирования или подвижности смеси требует повторной проверки расчета.
Разрывная и допускаемая нагрузка
В описаниях стяжных шпилек часто указывают нагрузку «на разрыв». Для объекта этого значения недостаточно. Разрывная нагрузка показывает предельное усилие, при котором элемент разрушается. В рабочей схеме используют допускаемую нагрузку, где учтен запас безопасности. Если использовать предельное значение как рабочее, крепеж будет эксплуатироваться без необходимого запаса. При динамической подаче, вибрировании или локальном перекосе этого запаса может не хватить.
При выборе шпилек под опалубку нужно запрашивать не только диаметр и длину, но и паспорт изделия, сертификат соответствия и подтвержденную допускаемую нагрузку. Для стеновой опалубки важна совместимость болта с гайками, комбиплатами, шайбами и щитами. Если комплект собран из случайных элементов, паспортная прочность одного винта не гарантирует надежность всей системы.
Входной контроль крепежа перед монтажом
Надежность стяжки зависит от металла, геометрии резьбы, качества поверхности и состояния изделия после использования. В характеристиках стяжных шпилек могут встречаться ст.20, ст.35, ст.45, 40Х и другие марки стали. Марка не должна быть единственным критерием выбора, потому что на объекте винт воспринимает усилие через резьбовое соединение, гайку и опалубочный щит. Качество пары «шпилька-гайка» имеет такое же значение, как прочность самого болта. Перед монтажом проверяют:
- наличие паспорта изделия и сертификата соответствия;
- подтвержденную допускаемую нагрузку;
- марку стали, указанную производителем;
- диаметр, длину и шаг резьбы;
- ровность болта по всей длине;
- равномерность резьбы без замятий, сколов и сорванных участков;
- совместимость шпильки с гайками, шайбами и комбиплатами;
- качество защитного покрытия;
- отсутствие трещин, следов коррозии, сварки и механической правки, налипшего бетона.
Повторное использование повышает риск усталости металла, локальных повреждений и скрытого ослабления резьбы. Стяжные болты проходят циклы бетонирования, распалубки, очистки, транспортировки и хранения. После этого на них появляются изгибы, остатки застывшего бетона, коррозия и повреждения резьбы. Такой винт может выглядеть пригодным, но под давлением гайка сорвется или произойдет разрыв в ослабленной зоне.
Основные элементы стяжного узла:
Что делать при разрыве шпильки
Подачу бетона останавливают, если опалубка начинает расходиться по стыкам, гайки просаживаются, слышны щелчки и хлопки, отдельные шпильки заметно изгибаются, из швов выходит цементное молочко. В такой ситуации нельзя продолжать бетонирование, пытаясь подтянуть разрушенный участок под давлением. Безопасный порядок действий:
- остановить подачу смеси;
- вывести людей из опасной зоны рядом с деформированной опалубкой;
- не подтягивать разрушенный крепеж под нагрузкой;
- оценить раскрытие щитов, состояние соседних стяжек, гаек и ребер жесткости;
- проверить, не появилась ли цепная перегрузка соседних узлов;
- зафиксировать участок, если это можно сделать без нахождения в опасной зоне;
- принять решение о разгрузке, усилении, частичной разборке или прекращении бетонирования после оценки ответственным специалистом.
Нижние ряды стяжек воспринимают наибольшее давление при заполнении высокой опалубки. Продолжать бетонирование в расчете на соседние винты опасно. После отказа одного стержня давление распределяется неравномерно. Если соседние элементы уже работали близко к пределу, возможен последовательный срыв гаек, раскрытие стыков и выдавливание смеси.
После устранения аварийной ситуации нужно выяснить причину отказа. Осматривают место разрыва, резьбу, гайки, шайбы, комбиплаты, отверстия, фактический шаг стяжек и режим бетонирования. Без такой проверки замена одной шпильки не исключает повторения проблемы на следующей захватке.
Смотрите в видео обзор стяжек для крупнощитовой опалубки:
Почему шпильку рвет при вибрировании бетона?
Вибрирование временно повышает воздействие смеси на стяжки. Риск разрыва растет при увеличенном шаге шпилек для опалубки, слишком подвижном растворе, превышении скорости бетонирования и касании вибратором тяжей, арматуры или крепежных элементов.
Можно ли использовать погнутые шпильки повторно?
Погнутые шпильки лучше выбраковывать. Изгиб, правка, поврежденная резьба, следы сварки, нагрева и коррозии снижают надежность крепежа. При нагрузке такой болт получает перекос и может разрушиться раньше исправного элемента.
Почему срывает гайку на опалубке?
Гайку срывает из-за изношенной или загрязненной резьбы, несовместимости с винтом, перекоса при затяжке, недостаточного зацепления или превышения нагрузки. Причина иногда заключается в увеличенном шаге расстановки шпилек, деформации щита, резкой подачей бетона толчками.
Для предотвращения поломок на объекте стяжные узлы должны работать в единой системе с опалубкой. Оставьте заявку, подберем полную комплектацию для вашего проекта, рассчитаем схему расстановки!
