Возведение железобетонных монолитных зданий

 

10.1. Общие сведения.

 

В современном строительстве возведение зданий и сооружений из монолитных железобетонных конструкций составляет более 60% по объёму. Из монолитного бетона возводят большинство зданий, подземные сооружения, опоры мостов, гидротехнические сооружения, резервуары, трубы, подпорные стенки и многое другое.

Здания из монолитного железобетона разделяются на монолитные и сборно-монолитные и выполняются по следующим конструктивным схемам:

-         монолитные несущие и ограждающие конструкции;

-         монолитный каркас (колонны и перекрытия), наружные и внутренние стены сборные или каменных материалов;

-          монолитные  наружные и внутренние стены, перекрытия и перегородки сборные;

-         отдельные части зданий из монолитного железобетона (ядра жесткости, сплошные плиты перекрытий).

Здания из монолитного железобетона имеет ряд достоинств по отношению к зданиям других конструкций:

-         высокая архитектурная выразительность фасадов зданий за счёт свободных (от размерных модулей) объёмно-планировочных решений, возможность строительства зданий сложной конфигурации в плане;

-         исключаются многочисленные стыки сборных элементов (или снижается их количество), что ведёт к уменьшению номенклатуры видов СМР, снижению трудоёмкости, повышению качества строительства;

-         экономятся основные строительные материалы (металл-арматура, цемент, кирпич, лесоматериалы) за счёт рациональных конструктивных решений;

-         экономический эффект снижения суммарной трудоёмкости и приведенных трудозатрат (снижение затрат на создание и эксплуатацию произведенной базы, экономия материалов, уменьшение энергозатрат).

Вместе с тем монолитное домостроение имеет особенности, сдерживающее его более широкое применение:

-         увеличенная трудоёмкость некоторых процессов ( опалубочные, арматурные работы, уплотнение бетонной смеси и др.);

-         необходимость тщательного выполнения технологических регламентов производства работ и контроля их качества;

-         относительно сложные технологические процессы, что диктует повышенную требовательность к квалификации работников.

 

Дальнейшее развитие монолитного строительства базируется на совершенствовании технологий опалубочных, арматурных и бетонных работ:

-         использование инвентарной, быстроразъёмной опалубки модульных опалубочных систем; полимерных, антиадгезионных покрытий, снижающих затраты труда по очистке и смазке щитов опалубки;

-         более широкое применение эффективных несъёмных опалубок, применение самоподъёмных опалубок;

-         использование армокаркасов полной готовности, переход от свар-ных соединений к механическим стыкам;

-         совершенствование бетоноукладочных комплексов (транспортиро-вание и укладка бетонных смесей) за счёт применения высокопро-изводительной механизации;

-         переход на высокоподвижные и литые смеси, исключающие (или снижающие объём) работы по их уплотнению, совершенствование средств укладки и уплотнения бетонных смесей.

Комплексный процесс возведения зданий из монолитного железобето-на состоит из заготовительных и построечных работ.

Заготовительные работы включают: изготовление опалубки, артурных изделий, армоопалубочных блоков, приготовление бетонной смеси. Эти про-цессы выполняются вне строительной площадки (или за пределами зоны работ), как правило в заводских условиях.

Построечные процессы выполняются непосредственно на строитель-ной площадке. К ним относятся: установка опалубки и арматуры; транспор-тирование, распределение и укладка бетонной смеси; выдерживание и уход за бетоном; демонтаж опалубки.

Организация работ должна предусматривать максимальную совмести-мость работ по времени и поточность на базе комплексной механизации всех работ. Ведущий процесс в монолитном домостроении – укладка и уход за бетоном, поэтому в основе комплексной механизации лежит применение того или иного бетоноукладочного комплекса.

 

Бетоноукладочный комплекс – устанавливаемая в строительной технологической документации цепочка машин и механизмов по которой перемещается бетонная смесь от места изготовления до места укладки в конструкцию. Например:

 

1) бетонный завод (БЗ)          автобетоновоз (АБ) или автобетоносме-ситель (АБС)            бадья (Б)              башенный кран (БК);

2) БЗ          АБ          Б          бетоноукладчик (БУ);

3)  БЗ          АС         автобетононасос (АБНС).

Каждый бетоноукладочный комплекс имеет ведущую машину, по производи-тельности которой ведут расчёт и подбор вспомогательных средств.

Расчёт бетоноукладочного комплекса помогает при разбивке конструк-ции на блоки бетонирования (захватки, карты), сравнении вариантов техно-логий производства работ, выбора опалубки.

 

Методы возведения монолитных зданий основываются на использова-нии принципиально различных видов опалубок. Классификация их приведе-на в таблице 10.1.

Классификация опалубочных систем

Таблица 10.1.

Тип опалубки	Особенности конструкции	Область применения
1.Разборно-переставная         1.1.Мелкощи- товая                 1.2. Крупно-щитовая           2.      Объёмно-переставная, вертикально и горизонтально извлекаемая.         3.Скользящая           4. Несъёмная	Состоит из щитов, поддерживающих, кре-пёжных, установочных и др. элементов. Устанавливается для каждого блока бето-нирования, после достижения бетоном распалубочной прочности разбирается и переставляется на другое место. Состоит из отдельных элементов-щитов массой до 70кг (стальная рама)или 40кг     (алюминиевые сплавы). Отдельные щиты могут собираться в опалубочные панели или блоки. Инвентарная , с размерными модулями 10…30см (у разных фирм). Соединения быстроразъёмные замковые или балочные. Потолочные элементы укладываются на ригели установленные по стойкам. Состоит из крупноразмерных щитов, конструктивно связанная с поддерживаю-щими элементами. Щиты воспринимают все технологические нагрузки и могут быть оборудованы подмостями, домкра-тами, подкосами и др. вспомогательными механизмами.    Конструкция, набирающаяся из П-образ-ных секций и Г-образных полусекций. Образует П-образный каркас с шарнирно-закреплёнными опалубочными панелями стени перекрытия; ручного, механическо-го или гидравлического устройства для отрыва шитов от затвердевшего бетона и приведения конструкции в транспортное положение. Состоит из щитов, закреплённого на дом-кратных рамах рабочего пола, домкратов и других элементов (подвесных подмостей, домкратных стержней и др.). щиты зак-реплены на домкратных рамах и имеют конусность 5…7мм на каждую сторону. Состоит из плит, объёмных элементов, скорлуп, металлических профилирован-ных элементов и других конструкций, выполняющих при бетонировании роль опалубки и остающих в затведевшем бетоне.	Бетонирование разнотипных конструкций, в том числе с вертикальными, наклонны-ми и горизонтальными по-верхностями любого очер-тания.         Бетонирование крупнораз-мерных и массивных кон-струкций, в том числе стен и перекрытий. Необходим монтажный кран.     Жилые и общественные здания, протяжённой компо-новки с поперечными несу-щими стенами и монолит-ными перекрытиями.         Высотные компактные в плане здания и сооружения с неизменяемым сечением, толщиной не менее 12см.       Выполнение конструкций без распалубки с выполне-нием, в последующем функций гидроизоляции, облицовки, утепления, внешнего армирования и др.
Тип опалубки	Особенности конструкции	Область применения
5. Блочная             5.1. Разъём-ная   5.2. Неразъём-ная       5.3. Перенала-живаемая.	Состоит из щитов и поддерживающих элементов, собранных в пространственные блоки.         Перед демонтажём поверхности опалубки отделяются и отводятся от бетона.   Блок – форма с фиксированным положе-нием формующих поверхностей.       Допускает изменение размеров в плане и по высоте.	Бетонирование отдельно стоящих фундаментов, ростверков, а так же внут-ренней поверхности замкну-тых ячеек, в том числе жи-лых зданий и лифтовых шахт. Бетонирование однотипных конструкций большого объёма. Бетонирование однотипных конструкций небольшого объёма с распалубкой в раннем возрасте (отдельные фундаменты). Разнотипные монолитные конструкции.

 

При возведении сооружений используются и другие виды опалубки: горизонтально-перемещаемая (катучая и туннельная), пневматическая, разборно-переставная, переставная самоподъемная и их модификации.

 

 

10.2. Организация работ при строительстве монолитных железобетонных зданий. 

 

Комплексный процесс возведения монолитных железобетонных кон-струкций состоит из технологически связанных и последовательно выполня-емых простых процессов:

-         установка (монтаж) опалубочной системы;

-         арматурные работы и установка закладных деталей;

-         укладка и уплотнение бетонной смеси;

-         уход за бетоном (увлажнение-летом, утепление – зимой), набор распалубочной прочности;

-         распалубливание;

-             монтаж сборных конструкций (по проекту).

 

Каждый простой процесс выполняют специализированные звенья, объединённые в комплексную бригаду. Профессиональный и численно-квалификационный состав звена устанавливается в зависимости от типа опалубочной системы на основании норм, приведённых в ЕНиР (Сб.4) или в соответствии с калькуляцией (расчётом). Работа звеньев внутри бригады организуется поточно-расчленённым методом по графику ритмичного строительного потока. Продолжительность работ каждого звена на захватке принимается равной продолжительности работы ведущего звена, которая, в свою очередь, определяется производительностью бетоноукладочного комплекса. Число рабочих, выполняющих арматурные и опалубочные работы, подбирают так, чтобы обеспечить необходимый фронт работ ведущему процессу (бетонированию).

Для организации поточного производства работ конструкцию разбива-ют в плане на захватки (карты, блоки бетонирования), а по высоте на ярусы. При подборе пространственных параметров (захваток и ярусов) необходимо соблюдать определённые правила.

При разбивке на захватки:

 - горизонтальная разрезка предполагает равновеликость каждого прос-того процесса по трудоёмкости (с возможным отклонением до 25%);

-         за минимальный размер захватки принимать объём работы одного звена на протяжении одной смены;

-         размер захватки следует увязать с величиной блока, бетонируемого без перерыва или с устройством рабочих швов;

-         количество захваток на объекте должно быть равно или кратно числу потоков.

При разбивке на ярусы:

-         одноэтажное здание разбивается на два яруса (1 – фундаменты, 2 – стены); многоэтажное – за ярус принимается этаж (высотой не более 4-х м.) с перекрытиями;

-         при разбивке на ярусы учитывать проектную необходимость устройства рабочих и температурных швов.

Размер захваток обычно соответствует длине секции здания или включает целое число бетонируемых элементов (фундаментов, колонн и др.) или определяется по границам участков, намеченных для устройства швов.

При технологическом проектировании бетонных работ необходимо:

 - выбрать опалубочную систему и технологию производства работ;

-         определить трудоёмкость каждого процесса;

-         установить пространственные и временные параметры потока;

-         произвести выбор бетоноукладочного комплекса;

-         определить и подобрать необходимое оборудование для опалубочных, арматурных и бетонных работ;

-         произвести комплектацию бригад и звеньев, определить общее число рабочих (в том числе по квалификации);

-         составить календарный график комплексного процесса;

-         составить ведомости потребных материально-технических средств.

Общая продолжительность работ выражается формулой:

 

Т =  К (m + n – 1) + ∑ t_б       где:  К – модуль цикличности,

         А                                             А - количество рабочих смен (полусмен),

                                                          m – количество ярусозахваток (всё здание),

                                                                     n– количество частных потоков,

                                                            t – время для набора прочности.

   n – может быть равно: 4, 3 (при использовании  арматурно- опалубочных блоков), 2 (несъёмная опалубка).

             

    

 

10.3. Особенности технологического проектирования монолитного домостроения.

 

Технология и организация монолитных железобетонных работ отража-ется в отдельном разделе проекта производства работ (ППР). В состав долж-ны включаться технологические карты:

-         выполнение опалубочных работ (вид опалубочной системы, её комплектация, технология сборки-разборки, организация поточных работ, «привязка» параметров потока к конкретным конструкциям, комплексная механизация процессов, расчёт состава звеньев и бригад, контроль качества работ, охрана труда, материально-технические ресурсы, индивидуальные конструкторские решения, еденичные калькуляции ненормированных работ);

-         арматурные работы (изготовление арматурных изделий, технология армирования для каждой группы конструкций, организация арма-турных работ и др.);

-         бетонные работы (выбор бетоноукладочного комплекса, расчёт па-раметров ведущей и вспомогательных машин, подбор малой меха-низации, выбор технологии и организация работ по укладке бетон-ной смеси и уходе за бетоном в процессе твердения, требования к организации работ в зимнее время, расчёт состава бригад и др.).

В составе ППР должен быть календарный график производства комп-лекса работ по изготовлению железобетонных конструкций здания. На пери-од ведения бетонных работ составляется стройгенплан (СГП). При составле-нии СГП, помимо выполнения основных требований, необходимо преду-смотреть:

-         открытые площадки для хранения, сборки-разборки и ремонта опалубки, очистки и смазки щитов;

-         приобъектные арматурные мастерские (желательно совмещёные со складом арматуры);

-         бетоносмесительный комплекс (завод или узел) со всеми необходимыми сооружениями (склады, ёмкости, конвейеры и др.);

-         крытые склады для хранения цемента, утеплителя, столярных изделий, расходных материалов);

-         площадки для приёма бетонных смесей в зоне бетонирования;

-         определение мест стоянок (расположение) машин  и механизмов бетоноукладочного комплекса в процессе возведения всего объекта.

 

В состав ППР включаются обязательные разделы: по охране труда на строительной площадке (в целом); и охране окружающей среды с обоснова-нием и перечнем принятых мероприятий

 

Примеры составления календарных графиков см. табл.10.2. и 10.3.