160

4. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЖИЛЫХ И

ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ.

Жилые и гражданские здания, как правило, являются однородными объектами, а, следовательно, при их возведении имеется возможность организовать ритмичные потоки, разработать стабильную технологию. Строительство жилых и гражданских зданий осуществляют по стадийно. Это объясняется тем, что на каждой стадии выполнения работ, в качестве ведущей машины задействованы узко профильные машины и механизмы. В общем виде различают 4 стадии:

1. Сооружение подземной части здания.

2. Возведение надземных конструкций.

3. Устройство кровли.

4. Выполнение специальных и отделочных работ.

Методы возведения жилых и гражданских зданий достаточно разнообразны. Однако их выбор зависит от многих обстоятельств и условий. В основном их можно сгруппировать следующим образом:

1. Прежде всего, выбор метода зависит от конструкции здания. Оно может быть запроектировано в монолитном или сборном исполнении, с кирпичными несущими стенами и сборными или монолитными перекрытиями.

2. Большое значение имеет выбор направления строительных потоков. Известны методы строительства, когда возведение здания осуществлялось, в отличие от основного метода «снизу вверх», «сверху вниз».

3. В зависимости от степени укрупнения здания могут возводиться из отправочных элементов или монтироваться отдельными блоками, предварительно укрупненных на строительной площадке. Подобные обстоятельства требуют создания монтажных стендов.

4. Имеет значение степень расчленения здания. От этого зависит количество назначаемых захваток и применение раздельного или комплексного способа ведения работ.

5. Большое значение имеет оснащенность строительной организации необходимыми машинами и механизмами, себестоимость их эксплуатации, возможность организовать комплексную механизацию строительных процессов. Однако, в этих обстоятельствах возможны исключения, когда стоимость ручного труда будет ниже стоимости эксплуатации машин и механизмов.

В зависимости от условий строительной площадки, мощности строительной организации, вида сооружения выше перечисленные обстоятельства могут изменяться. Это в свою очередь также повлияет на выбор метода возведения здания. Наиболее подробно методы строительства изложены в курсе «Технология строительного производства».

Как при устройстве подземной, так и надземной части здания обычно организуются один или несколько специализированных потоков. При этом стремятся обеспечить одинаковые по времени стадии выполнения процессов, ритмичность при выполнении работ. Однако, этого не всегда удается достигнуть, так как при возведении надземной части здания приходится осваивать значительный объем отделочных работ с большими затратами ручного труда. Поэтому в последние годы в строительной практике все шире стали применять индустриальные методы ведения отделочных работ, отделочные материалы, применение которых снижает затраты ручного труда. Как в России, так и за рубежом все более стали отдавать предпочтение комплектации строительных процессов при выполнении работ по отделке внутренних помещений зданий.

При разработке технологии возведения жилых и гражданских зданий всегда важно предусматривать организацию фронта работ, который подготавливается при выполнении предыдущих работ. В этом случае может быть важен и сезонный задел, особенно при возведении подземной части здания.

Некоторой особенностью обладает технология строительства большепролетных гражданских зданий. При их возведении значительный объем работ связан с сооружением покрытий. Поэтому наиболее рациональной может быть такая технология возведения, которая позволяет осуществлять строительство без дополнительных затрат, например, в виде устройства промежуточных подмостей.

4.1. Строительство жилых одноэтажных зданий.

Строительство жилых одноэтажных домов будет наиболее рациональным, если будут возводиться несколько однотипных объектов. В этом случае возможно с минимальными затратами организовать поточное строительство всех домов по всем четырем стадиям и быстрым вводом их в эксплуатацию.

В этих условиях строительство домов рационально вести с помощью мобильных строительных машин и механизмов.

На примере строительства четырех одноэтажных домов можно проследить направление развития потоков, расположения их во времени и пространстве.

Наиболее рационально начинать строительство того дома, который ближе всего расположен к городским или поселковым коммуникациям. В данном случае это будет дом №3, затем последовательно дом №1 - №2 - №4. Рис. 4.1.

№1

№3

№2

№4

№1

№3

Рис. 4.1. План расположения объектов строительства.

В качестве захватки принимается один дом, В данном случае деление на захватки есть стремление организовать выполнение простых процессов. Причем количество захваток должно быть равно числу простых процессов, а размер захватки может быть определен по величине ведущего процесса. На первом этапе разработки технологии возведения сооружений устанавливается технологическая нормаль, состав процессов, расположение их во времени и пространстве, трудоемкость работ и продолжительность их выполнения на каждой захватке. На основании полученных данных строят циклограмму и график производства работ.

В соответствии с технологией строительного производства было установлено, что при выполнении работ на первой стадии (I) можно выделить два частных потока: 1 – разработка котлована или траншеи, 2 – сооружение фундамента.

На второй стадии (II) при возведении надземной части домов может быть организован один частный поток (3), в процессе которого возводятся стены домов и укладываются перекрытия. Третья стадия (III) также включает только один частный поток (4), связанный с устройством кровли.

На четвертой стадии (IV), объем работ, которой в большей степени определяется по рабочим чертежам, могут быть задействованы четыре частных потока: 5 – прокладка санитарно-технических и электротехнических сетей, 6 – штукатурные работы, 7 – сушка стен и 8 – побелка и окраска помещений.

В соответствии с технологическими расчетами продолжительность частных потоков с 1 по 4 одинакова и составляет по каждому дому 3 дня при условии, что все дома по объему выполняемых работ одинаковы. Шаг частных потоков с 5 по 8 равен 6 дням. Ясно, что эти потоки по своему ритму не будут совпадать с предыдущими. Все это требует определенного решения по оптимизации темпов строительства. Такое решение было найдено. Рис. 4.2.

I II III IV

1 2 3 4 5 6 7 8

№4

№2

№1

№3

Захват. 3 3 3 Дни

ки

Рис. 4.2. Циклограмма строительства одноэтажных домов.

Из циклограммы видно, что если пятый поток на доме №1 начнется сразу после четвертого, то на последующих домах его начнут с определенным организационным перерывом, величина которого зависит от числа домов. Так как темпы четвертого и последующих потоков различны, то их пришлось согласовывать путем увеличения темпов отделочных и специализированных работ в два раза. Однако на каждом доме он остается неизменным.

Выход из создавшейся ситуации был найден. Он предусматривал включение в частные потоки, при выполнении строительных работ IV стадии, по две бригады, которые были задействованы по схеме, как это показано на рис. 4.3.

2 Бригада

№3

№1

№2

№4

1 бригада

Рис. 4.3. Схема перехода бригад при выполнении работ

четвертой стадии.

Однако при увеличении количества бригад возникает проблема размещения рабочих, оборудования, монтажных машин и механизмов. Кроме того, возникает проблема обеспечения качества работ и дополнительно требуется разработка методов контроля за его соблюдением.

0. 4.2 Возведение жилых многоэтажных зданий.

4.2.1. Технология сооружения подземной части

здания.

Жилые и гражданские здания довольно разнообразны как по конструктивным признакам, так и по архитектурно-планировочным решениям. В связи с этим можно отметить сборные здания, в монолитном исполнении и комбинированные. По этажности их принято подразделять на малоэтажные ( 1 – 2 этажа), средне этажные ( 3 – 5 этажей), многоэтажные ( 6 – 12 этажей), повышенной этажности ( 12 и более этажей) и высотные ( 25 и более этажей).

Особенностью жилых и гражданских зданий является наличие в них развитой подземной части, основания сооружения, в виде подвала или технического подполья, на котором монтируется надземная часть. В качестве основания подземной части здания наиболее часто сооружают ленточные фундаменты и основания из свай с последующим устройством свайного ростверка.

Монтаж ленточных фундаментов ведут с использованием блоков-подушек трапецеидальной или прямоугольной формы. Устанавливают фундаментные блоки на песчаную подготовку толщиной около 10см. Горизонтальность основания выверяют по колышкам, на которые устанавливают правило с уровнем в двух взаимно перпендикулярных направлениях. По результатам этих выверок увеличивают или уменьшают толщину слоя песчаной подготовки под фундаментные подушки. С особой точностью и тщательностью укладывают маячные подушки. Прежде всего, их устанавливают в углах здания, в местах пересечения стен и на прямых участках на расстоянии 20 – 25 м. Рядовые фундаментные блоки монтируют по маячным после инструментальной выверки их положения по горизонтали и вертикали.

Фундаментные блоки укладывают вплотную один к другому, а при хорошей несущей способности основания – с вертикальными прозорами до 40 – 50 см. Для пропуска трубопроводов и кабельных вводов между подушками оставляют монтажные прозоры. Рис. 4.4.

Рис. 4.4. Монтаж конструкций подземной части здания.

а – из блоков; б – из панелей; 1 – монтажный прозор; 2 – гидроизоляция; 3 – выравнивающий слой раствора; 4 – армированный шов; 5 – телескопический подкос; 6 – угловая связь со струбциной; 7 – жесткая горизонтальная связь.

Поверх подушек устраивают по нивелиру цементную стяжку, которая является также и гидроизоляцией, а при слабых грунтах – сплошной армированный шов. Пример монтажа конструкций подземной части здания из панелей приведен на рис. 4.4, б.

Монтаж блоков стен подвала или технического подполья начинают с выверки монтажного горизонта смонтированных фундаментных подушек и разбивки на них мест установки блоков в плане. Монтаж блоков аналогичен монтажу подушек фундамента, однако блоки устанавливают на цементную растворную смесь с ОК 3-5 см. с перевязкой швов. Вертикальные швы также должны заполняться растворной смесью. При монтаже блок устанавливают с небольшим наклоном наружу на прокладки или клинья и в случае необходимости с их помощью выверяют вертикальность блока. Правильность установки блока проверяют по причальной проволоке. При отклонении блока от проектного положения более 5 мм его поднимают, заменяют прокладки, исправляют растворную постель и вновь устанавливают блок.

После окончания монтажа стен подвала по результатам нивелировки верхнего ряда блоков выравнивают их поверхность слоем цементного раствора и, если предусмотрено проектом, устраивают армированный шов по всей этой поверхности. Затем устраивают гидроизоляцию. При наличии агрессивных вод покрывают битумом боковые поверхности подушек фундамента до монтажа, а блоки стен подвала – после него. Обратную засыпку котлована или траншеи ведут слоями по 20 – 30 см с уплотнением и увлажнением сухого грунта.

Для ведения монтажных работ используются башенные и стреловые самоходные краны. Чаще всего наиболее выгодно использовать и тот и другой кран одновременно. В этом случае значительный объем работ по сооружению подземной части здания выполняется стреловым краном.

На основании выше изложенной технологии расчетная схема определения технологических параметров самоходного крана может быть представлена в следующем виде. Рис. 4.5.

Рис. 4.5. Расчетная схема определения вылета крюка самоходного

крана.

При расчете параметров крана необходимо учитывать глубину котлована h_k , высоту фундамента h_ф, величину заложения откоса m , длину стрелы крана l_стр.

Конечной целью расчета является определение вылета крюка крана L_кр для наиболее неблагоприятного случая, когда кран находится на верхней бровке котлована.

В качестве приближенного условия можно принять, что вылет крюка будет равен вылету стрелы L_стр.

Грузоподъемность крана рекомендуется определять с помощью следующей зависимости

Р_кр = 1,1 Р_мах + Р_стр , (4.1.)

где Р_мах - максимальная масса монтируемого элемента; Р_стр - масса строповочного оборудования.

По существующим графикам грузоподъемности кранов и высоте подъема крюка в зависимости от его вылета L_кр можно выбрать необходимый кран с соответствующими техническими характеристиками.

Выбранный кран, в зависимости от своих параметров будет иметь ту или иную предельную величину вылета крюка и соответствующую ей величину грузового момента М_г, который приблизительно сохраняется неизменным

М_г = (4.2)

где L_i - вылет крюка предельно допустимой величины; Q_i - величина поднимаемого груза с предельно допустимой массой.

В соответствии с расчетной схемой вылет крюка может быть определен как

L_кр = (4.3.)

Где а – величина базы крана; h_k – глубина котлована; m - коэффициент заложения откоса.

При выборе крана по его техническим характеристикам, указанным в паспорте машины фактический вылет крюка L_max всегда будет больше расчетной величины для одной и той же массы поднимаемого груза. Отсюда следует, что при повороте крана в плане на какой-то угол грузоподъемность крана будет соответствовать расчетной, даже при увеличенном вылете крюка.

Из схемы, приведенной на рис. 4.6 видно, что при работе крана с одной стоянки он может устанавливать фундаментные блоки в пределах определенной зоны действия L₃. Она же будет равна длине передвижки крана l_п и зоны складирования или зоны маневрирования автотранспорта. Величина ее может быть рассчитана по углу поворота крана .

Из треугольника АОВ видно, что величина L₃ будет равна

( 4.4)

Рис. 4.6. Схема определения зоны действия крана и уточнение

его грузовых характеристик

где q – масса крана, Q – величина поднимаемого груза, b – величина базы крана, О – ребро опрокидывания, L_кр- вылет крюка, (а+d) – вылет стрелы.

Угол поворота крана может быть определен из выражения

arc cos ( 4.5 )

Таким образом, при определении величины зоны действия крана появляется возможность расчетным путем найти границы захваток и построить циклограмму процесса монтажа подземной части здания.

Другим, достаточно часто применяемые в строительной практике, являются свайные фундаменты. Иногда свайные фундаменты, включающие в себя сваи и свайный ростверк, составляют подземную части здания. В связи с этим в данной работе было бы уместно рассмотреть организацию работ по ее возведению.

В зависимости от конструкции сооружения, его массы и места приложения нагрузок расположение свай в плане может быть одиночным или кустовым. Одиночные сваи располагают параллельными рядами или в шахматном порядке. При значительных сосредоточенных нагрузках применяют кустовое расположение свай в виде групп из нескольких свай.

При устройстве фундаментов верх (головы) сваи заделывают в объединяющей их плите или балке - ростверке, конструкция которого зависит от вида сваи и типа сооружения. Через ростверк нагрузка передается на сваи.

Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме ствола и поперечного сечения, способу погружения.

По способу изготовления сваи бывают погружаемые в готовом виде и набивные, изготавливаемые на месте набивкой в скважину материалов.

Материалом свай может быть дерево, железобетон, бетон, сталь.

По форме поперечного сечения сваи бывают круглые, квадратные, прямоугольные и многоугольные, а по форме ствола – цилиндрические, конические, призматические и др. По способам погружения сваи подразделяют на две основные группы: забивные и буровые. Существуют и другие способы погружения: задавливание, вибрирование и т.п.

Ростверки бывают сборные и монолитные, деревянные, стальные, бетонные и железобетонные. Наиболее подробно выше изложенный материал освещается в курсах «Основание и фундаменты» и «Технология строительного производства».

Большое влияние на организацию работ по погружению свай оказывают свойства грунтов. В связи с этим применяют рядовую, спиральную и секционную схемы забивки свай. Рис. 4.7.

Рис. 4.7. Последовательность забивки свай.

а – рядовая схема; б – спиральная схема; в – секционная схема.

Рядовую схему применяют в несвязных грунтах и сваи забивают последовательно в каждом ряду. Спиральная схема наиболее приемлема при устройстве свайного основания в условиях слабо сжимаемых грунтов, так как сваи средних рядов испытывают меньшее сопротивление, чем при забивке сначала свай внешних рядов. В некоторых случаях, для создания плотного ядра в свайном поле, направление забивки свай по спиральной схеме может быть изменено. Это может быть при сооружении свайных фундаментов в плывунах.

При секционной схеме забивки, применяемой при связных грунтах, всю площадь свайного поля делят свайными рядами на отдельные секции. После забивки указанных рядов приступают к забивке свай в рядах, находящихся в границах секции. Благодаря такой схеме достигается более равномерное нарушение структуры грунта на всей площади.

Большое значение имеет расстояние между соседними сваями. Если оно менее пяти их диаметра (или соответственно размеров сторон поперечного сечения), в зависимости от вида грунта, может произойти сдвижка соседних свай, и нарушена их центровка.

Расстояние между сваями и расположение их в свайном поле определяет последовательность погружения свай. Кроме того, учитывают устройство свайного ростверка. Порядок погружения свай определяется ППР. Наибольшее распространение получила рядовая система погружения свай, применяющаяся как при прямолинейном расположении свай отдельными рядами, так и при забивке кустов свай. Рис. 4.8.

Рис. 4.8. Схема рядовой системы погружения свай.

а – при прямолинейном расположении свай отдельными рядами; б – при расположении свай кустами.

При больших расстояниях между сваями порядок погружения определяется технологическими соображениями и, прежде всего использованием эффективного оборудования. Так, например, у некоторых копров башенного типа мачты опираются на выдвижные рамы, расположенные над платформами-тележками и смещаются примерно на 1 м. Используя эти копры, можно забивать сваи двух рядов с одной стоянки копра. Для сооружения нулевого цикла при строительстве жилых домов применяют специальные краны, оснащенные навесным копровым оборудованием, лебедкой для подъема молота и сваи и дизель-молотом. Такие краны могут забивать сваи длиной до 8 м., перемещаясь по рельсовому пути, уложенному, примерно, на нулевой отметке, вдоль бровок котлована строящегося здания.

Весьма эффективна мостовая сваебойная установка при устройстве свайных фундаментов жилых и промышленных зданий большой протяженности. Рис. 4.9.

Рис. 4.9. Схема погружения свай мостовой сваебойной установкой

1 – головка с блоками; 2 – дизель-молот; 3 – свая; 4 – копер; 5 – рельсы; 6 – передвижной мост; 7 – кран для подачи свай.

Эта установка представляет собой передвижной мост, по которому перемещается тележка с копром. Сваи длиной 8 – 12 метров забивают при помощи дизель-молота. Так как мачта копра опускается ниже пола рабочей площадки, можно забивать сваи ниже рамы моста. Данная установка является своего рода координатным устройством, облегчающим выполнение разбивки мест погружения свай. При этом можно устанавливать сваи с большой степенью точности. Расположение сваи в зоне действия мостовой установки позволяет сократить продолжительность операций по подтаскиванию сваи, что в свою очередь повышает производительность всего процесса.

Технология устройства ростверков зависит от типа свай и конструкции самого ростверка. При сваях из бетона и железобетона ростверки выполняют из сборного или монолитного железобетона.

При забивных сваях, головы которых часто оказываются на разных отметках, перед устройством ростверка выполняют трудоемкие операции по выравниванию голов свай. В состав работ входит срубание бетона, резки арматуры и устройство отгибов. Срезают бетон обычно с помощью пневматических отбойных молотков. Более эффективно применять для этих целей установки для срубания свай.

Иногда, по недосмотру, сваи при погружении отклоняются в плане на недопустимую величину. При многорядном или кустовом расположении свай эти отклонения не вызывают осложнений при устройстве ростверков. Если же имеется однорядковое расположение и часть сечения сваи выходит за границы ростверка, необходимо устраивать специальный выступ, что практически возможно лишь при ростверке из монолитного железобетона.

Балки сборного железобетонного ростверка устанавливают на выравнивающую подсыпку из песка от угла здания по захваткам. Элементы сборного ростверка со сваями сопрягаются путем замоноличивания отверстий трапецеидального сечения, имеющихся в балках ростверка, внутрь которых подогнуты стержни арматуры сваи.

Сборный ростверк-башмак куста из трех свай изготавливают в виде одного элемента, армированного пространственным сварным каркасом, который устанавливают автокраном.

На рис. 4.10 показана циклограмма сооружения свайного фундамента с устройством монолитного ростверка.

Рис. 4.10. Циклограмма процессов сооружения

свайного ростверка.

1 - забивка свай; 2 – срезка оголовков свай по захваткам; 3 – установка опалубки и укладка арматуры; 4 – укладка бетонной смеси; 5 – технологический перерыв; 6 – укладка фундаментных блоков и блоков стен подвала; 7 - сооружение выравнивающего слоя, создание монтажного горизонта.