Новосельцева Е.Л., Жандаров М.А. (состав.) Технология возведения зданий и сооружений
Подождите немного. Документ загружается.
- 171 -
щитов, правильность установки закладных деталей, плотность стыковки
швов. После приемки опалубки укладка бетонной смеси. Подача бетона
бункерами с I м. Разгрузка бункера в нескольких точках Бетонирование
участками, заключенными между дверными проемами, слоями 30-40 с
уплотнением глубинными вибраторами.
Устройство монолитного перекрытия после возведения стен. Опалубка
перекрытий на телескопических стойках. Использование крупнощитовой
опалубки целесообразно и
при возведении зданий по индивидуальным
проектам.
Возведение сборно-монолитных зданий
В конструкциях многоэтажных каркасно-панельных зданий, как
правило, предусматривают большие или меньшие включения из
монолитного бетона.
В зданиях до 20-25 этажей монолитный бетон используют в
основном для заделки стыков. Для снижения трудоемкости при заделке
стыков используют трубопроводный транспорт. При подаче бадьей
необходимо развозить в тележках к стыкам
Стыки делят на два типа :
1- с малым объемом полости 0,01 - 0,18 м
3
;
2 - с большим объемом полости до 1,1 м
3
.
Заделка стыков в ЕНиР 4-1-25:
1- с малым объемом полости до 0,1 м
3
;
2 - с большим объемом полости свыше 0,1 м
3
.
Для стыков 1-го типа применяется цементный раствор или бетонная
смесь с фракцией заполнителя не более 15 мм
К замоноличиванию стыка приступают после проверки качества
сварки и очистки полости стыка от мусора. При подаче бетонной смеси
трубопроводом в концевую часть рукава вставляют насадки с различными
выходными отверстиями, в зависимости от стыка Для
стыков различных
серий разработаны различные виды опалубки Для заделки стыков колонн
используют пресс-опалубку или опалубку с приемным бункером.
Цикл работ по замоноличиванию стыков должен увязываться с
графиком монтажа. Для замоноличивания необходимо подготовить фронт
работ, обеспечивающий максимальную производительность. Размеры
захваток в зависимости от здания - 12 х 18, 18 х 18 м Работы по заделке
стыков после перестановки кондукторов.
Типовые панельные конструкции, здания с рамной, рамно-свя-зевой и
связевой системой каркаса могут возводиться только до 25 этажей.
Повышение этажности и высоты многоэтажных зданий имеют свой предел,
обусловленный как расчетно-конструктивными, так и технико-
экономическими соображениями.
В зданиях высотой более 20-25 эатажей монолитные,
железобетонные включения используют для:
- 172 -
1) усиления конструкций;
2) обеспечения пространственной жесткости зданий.
Предусматривать прогрессивные методы сочетания сборных и
монолитных конструкций:
♦ усиление сборных конструкций монолитным ж/бетоном (усиление
стыков и сопряжений конструкций, омоноличивание колонн, диафрагм
жесткости, устройство замоноличивающих слоев перекрытий);
♦ применение монолитных стен и диафрагм жесткости;
♦ пространственные монолитные ядра жесткости в сборных
многоэтажных каркасных
зданиях;
♦ омоноличивание металлических колонн. Для обеспечения
пространственной жесткости используют схему с монолитными этажами
через 8-10 этажей.
Сочетание монолитного и сборного ж/б позволяет возводить
панельные здания 30-40 этажей. Монолитное ядро жесткости воспринимает
горизонтальные нагрузки, а сборные панельные конструкции воспринимают
только вертикальные нагрузки.
Обетонирование конструкций начинают с элементов,
воспринимающих ветровую нагрузку. С
участков лестничной клетки или
стен жесткости.
При больших нагрузках в стыки колонн, ригелей и плит
устанавливают дополнительную арматуру, слой арматуры в набетонку
перекрытий. Сборные конструкции в этом случае имеют пазы с выпусками
арматуры, которые замоноличивают при заделке стыка. В продольные швы
перекрытий укладывают плоские сварные каркасы.
Для уменьшения напряжений в местах
сочленения элементов единой
сборно-монолитной конструкции используют бетонные смеси с осадкой
конуса 5-10 см на нормальном портландцементе. Для лучшего проникания
смеси в щели уплотняют глубинными вибраторами. Для увеличения
шероховатости поверхности изготовляемых сборных элементов ее посыпают
мелким щебнем после окончания вибрирования, когда бетон еще не
затвердел. До укладки бетона за 1-1,5 часа смочить
поверхности,
подлежащие замоноличиванию.
При толщине омоноличивания до 100 мм целесообразно применение
песчаных смесей. Бетонирование ведут одновременно с монтажом
конструкций данного этажа поперек здания, обеспечивая последовательную
пространственную жесткость частей здания по длине
При монтаже сборных элементов в сборно-монолитных конструкциях
следует выделять две стадии работы :
1 - в процессе монтажа до их замоноличивания;
2 - в
процессе нормальной эксплуатации.
Поэтому под эти элементы на время монтажа приходится ставить
подпорки. Тип и место установки в рабочих чертежах и ППР. Подпорки
могут быть телескопические и распорные (для освобождения пространства).
- 173 -
Стены жесткости из сборных элементов должны быть соединены с
каркасом здания с помощью закладных деталей на сварке, а затем эти узлы
бетонируются. Для создания жесткого соединения требуется очень большой
объем бетонирования.
В том случае, когда стены жесткости служат для восприятия
горизонтальных нагрузок их выполняют монолитными от фундамента до
верхнего этажа. К колоннам присоединяют на сварке Для бетонирования
используют щитовую, а также циклично-переставную опалубку,
позволяющую максимально механизировать работы. Опалубку закрепляют
между колоннами.
Сочетание сборного ж/б каркаса с монолитными ядрами жесткости
позволяет возводить здания повышенной этажности до 35-40 этажей.
Размеры ядер жесткости унифицированы, что позволило разработать
единую систему опалубки и армирования конструкций. Нагрузки на ядро
жесткости передают сваркой ригеля. Для бетонирования ядер жесткости
используют как скользящую, так и циклично-переставную опалубку в
зависимости от конфигурации ядра жесткости и конструкции стен. Одним из
определяющих преимуществ переставной опалубки является возможность
при
ее использовании возводить стены переменной толщины по высоте
здания. Необходимо учитывать, что бетонирование в переставной опалубке
ведут в одном цикле с монтажом сборных конструкций с опережением на
этаж, что вызывает определенные трудности. В то же время бетонирование в
скользящей опалубке позволяет возводить ядра жесткости на всю высоту
обособленно от остальных работ
, что может иметь значение при поточном
ведении работ.
- 174 -
Одним из вариантов сборно-монолитного строительства является
возведение многоэтажных зданий методом подъема перекрытий и этажей.
Несомненным технологическим преимуществом такого рода строительства
является возможность изготовления монолитных плит перекрытий на уровне
земли с использованием простейшей бортовой оснастки, легко
переналаживаемой для плит любой конфигурации. Большинство из
возводимых зданий имеет монолитные железобетонные ядра
жесткости, возводимые
в скользящей или переставной опалубке; сборные
колонны и опирающиеся на них монолитные плиты и монолитные
внутренние стены со сборными наружными стеновыми панелями.
Использование для подачи и распределения бетонной смеси
ленточных конвейеров или бетононасосов, эффективных технологических
приемов, в том числе, вибровакуумирование бетона позволяет резко
ускорить процесс бетонирования плит.
Однако эта технология
имеет и некоторые недочеты, одним из
которых является необходимость остановки всех других работ, до того
момента пока наберет необходимую прочность бетон верхней кровельной
плиты, с которой начинают подъем. Определенные сложности вызывает и
обеспечение устойчивости каркаса во время подъема плит покрытия. Это
особенно ощутимо для зданий высотой более 16 этажей, где из-за
большого
числа подъемов плит на промежуточные позиции увеличивается общая
продолжительность возведения зданий. Дело в том, что в процессе
подъемных операций плиты перекрытий не образуют совместно с
колоннами достаточно жесткой системы. Для повышения устойчивости
каркаса здания подъем плит перекрытий связан с трудоемкими операциями
по их расклиниванию металлическими клиньями в местах сопряжений
перекрытий с колоннами и ядрами жесткости на всех отметках
промежуточного закрепления. Таким образом, ускорение строительства
может быть в основном обеспечено за счет сокращения времени
бетонирования плит и уменьшения числа их промежуточных подъемов
Одним из технологических решений является бетонирование в
пакете плит на земле по три плиты. Верхнюю кровельную плиту
поднимают с
некоторым опережением, она защищает от атмосферных
осадков бетонируемую под ней плиту. Затем на каждый этаж поднимают две
плиты, отформованные внизу - нижнюю, набравшую необходимую
прочность и верхнюю, формование которой закончилось перед подъемом.
Верхняя плита служит поддоном для формования на ней новой плиты, уже
не на земле, а на этаже. За это
время верхняя плита набирает необходимую
прочность. Нижнюю плиту закрепляют на проектной отметке на этаже, а две
верхние поднимают на следующий этаж, и цикл работ повторяют.
Продолжительность изготовления плит в пакете уменьшается на 80%, число
подъемов сокращается на 60%.
При таком методе возведения зданий возникают некоторые
технологические осложнения и, прежде всего, необходимость
бетонирования плит
не на уровне земли, а на различных высотных
- 175 -
отметках. В данном случае рациональным решением может быть
применение трубопроводного транспорта для бетонной смеси. Неизбежны и
технологические перерывы для набора прочности плиты перед ее подъемом.
Несколько осложняется и процесс выдерживания бетона при необходимости
электрического прогрева.
Возведение сооружений в пневматической опалубке
Отечественный опыт возведения тонкостенных пространственных
конструкций с использованием пневматической опалубки
базируется на
применении двух разновидностей технологии укладки бетона:
I - путем нанесения бетона на разостланную в горизонтальном
положении опалубку с последующим приведением ее в проектное
положение подачей воздуха. По этому способу предварительно возводится
фундамент, над ним расстилают пневмоопалубку, закрепляя к якорям. У
фундамента опалубка образует складки, а также к ней прикрепляют
открылки
для бетонирования нижней части свода
Поверх разложенной опалубки укладываются арматура, а затем '
бетонная смесь, которая накрывается эластичным полотнищем из
полимерной пленки. При нагнетании воздуха опалубка вместе с бетонной
смесью поднимается в проектное положение. Бетонная смесь и арматурное
заполнение деформируются, увеличивая свою площадь в 1,5-2 раза.
Указанным способом возводятся купольные и сводчатые
покрытия
диаметром до 12 м и пролетом 6-18 м.
Для исключения сползания бетона укладывают спиральную арматуру
и укрытие полимерной пленкой. Бетонную смесь уплотняют
поверхностными вибраторами или виброрейками. Дополнительное
уплотнение после подъема опалубки.
- 176 -
Основным недостатком данной технологии являются: неуправляемая
деформация свежеуложенного бетона при его подъеме, случайный характер
изменения геометрического положения арматурного каркаса, разрушение
структуры бетона и ухудшение его физико-механических свойств.
Существенную трудность представляет процесс сохранения вертикальности
стенок, примыкающих к основанию фундамента.
II - Вторая разновидность - нанесение бетонной смеси на надутую
опалубку.
В принципе
, бетонирование по мягкой надутой пневмоопалубке не
отличается от бетонирования по жесткой опалубке. Однако из-за
недостаточной жесткости опалубка не может воспринимать динамические
нагрузки от выгрузки бетонной смеси из бадьи, вибрирования и подачи
бетононасосом.
Одним из возможных технологических решений является
бетонирование методом набрызга. Бетонирование ведется кольцами
(ярусами) Н = 2 м от нижней
части к замку.
Определенные сложности с армированием. Иногда арматуру
укладывают в горизонтальном положении и поднимают вместе с опалубкой.
Каркасы связывают с разбежкой швов. Первоначально крепят к арматуре
фундамента.
Правильность геометрической формы пневмоопалубки проверяется
визуально. Дефекты устранятся регулировкой длины формообразующих
канатов.
Для достижения стабильных размеров пневмоопалубку рекомендуется
выдержать под рабочим давлением 0,05
МПа до начала ее эксплуатации. Для
прохода рабочих под опалубку устраивают входной шлюз.
Для бетонирования используют мелкозернистый бетон,
приготовленный непосредственно на строительной площадке. Нанесение
смеси установкой "Пневмобетон" в комплекте с автогидроподъемником
АГП-18. Толщина слоя контролируется установкой маяков. Для
предотвращения высушивания твердеющего бетона от воздействия ветра и
солнечной радиации его поверхность сразу
покрывают (также методом
напыления) защитной пленкой, препятствующей активному испарению
- 177 -
воды. После окончания строительства эта защитная пленка служит в
качестве гидроизоляции.
При достижении бетоном проектной прочности осуществляют
распалубку. Пневмоопалубка сокращает сроки строительства в два раза, на
70% трудоемкость и на 25-30% себестоимость.
Дальнейшее развитие пневмоопалубочных систем по пути
использования их для возведения вертикальных и линейно протяженных
сооружений, элементов зданий элеваторов, насосных станций, путе- и
трубопроводов, коллекторов и тоннелей.
Материал опалубки - высокопрочные прорезиненные ткани.
Оборачиваемость опалубки до 20 раз. Давление 0,05 МПа.
Метод возведения пространств токостенных конструкций на
пневмоопалубке с нанесением бетонной смеси набрызгом
В состав работ входят:
- планировка площадки бульдозером;
- устройство свайного монолитного фундамента и монолитного
- ростверка;
- установка элементов крепления пневматической опалубки;
- раскладка, выверка и закрепление пневматической
опалубки;
- 178 -
- подготовка к работе воздухоподающей установки и оборудования
для нанесения бетонной смеси;
- уход за бетоном и демонтаж опалубки.
Одним из примеров использования технологических возможностей
пневматической опалубки является ее применение в качестве монтажного
устройства. В этом случае предусматривают подъем плит покрытия в
проектное положение при помощи пневмоопалубки после того, как бетон
набрал проектную прочность. Этот способ рационален лишь для
простейших сооружений с двухскатным кровельным покрытием.
После устройства фундаментов и
пола на уровне горизонтального
основания расстилают ненадутую опалубку, на которую устанавливают
арматуру, затем бетонируют две плиты покрытия шарнирно соединенные.
После набора бетоном проектной прочности, подают воздух в опалубку. При
подъеме плиты, поворачиваясь в шарнире, образуют двухскатное покрытие.
Подводят опоры, убирают опалубку. Цельномонолитное покрытие 300 м
3
массой 60 т. без применения монтажных кранов.
Зарубежная практика возведения высотных зданий из монолитного бетона
В технически развитых странах за рубежом заметное распространение
получает строительство административных, жилых, гостиничных или
смешанных типов зданий высотой 50-70 этажей, возводимых в монолитном
или сборно-монолитном исполнении, а также зданий в виде конструктивных
- 179 -
систем, в которых рационально сочетаются стальные и монолитные
конструкции.
Из конструктивных и архитектурно-планировочных соображений
высотные здания имеют в основном сложную в плане форму: круглую,
овальную, треугольную и т.д.
В этих зданиях для восприятия горизонтальных (ветровых) нагрузок
наибольшее распространение получает каркасно-ствольная система
высотных зданий, обладающая высокой пространственной жесткостью. При
этом монолитные междуэтажные перекрытия, передающие горизонтальные
нагрузки от наружных колонн на стены ствола, выполняют роль
горизонтальных дисков жесткости.
Для высотных зданий, применяют высокопрочный бетон, прочность
которого дифференцирована в пределах одного здания в зависимости от
высотных отметок.
Наряду с применением тяжелого бетона при строительстве
монолитных зданий все в более широких масштабах
используют легкий
бетон на пористых заполнителях и не только в перекрытиях, но и в
вертикальных несущих конструкциях. Подбором смеси удается получать
бетон прочностью 40-50 МПа. Как правило высотные здания возводят в
стесненных условиях, исключающих возможности складирования
материалов, наземной установки подъемных механизмов, Предъявляются
определенные требования к грузоподъемным механизмам. Исходя из
стесненных условий для
подъема грузов применяют различного рода
подъемники и краны устанавливаемые на конструкциях возводимого здания
в том числе и на центральном стволе здания на специальной опорной мачте.
Стрелы таких кранов обычно имеют вылет 35...45 м, обладают
соответствующей канатоемкостью барабана и высокими скоростями
подъема 120-160 м/мин.
К требованиям технологического характера нужно отнести и
применение
бетонной смеси повышенной подвижности 15-30 см, что
обеспечивается вводом суперпластификаторов. Использование
высокоподвижной смеси позволяет не только экономить цемент и снижать
энергоемкость процесса бетонирования, но и транспортировать бетонную
смесь с использованием бетононасосов на значительные расстояния по
горизонтали и по вертикали 300...400 200…250 м.
В зависимости от принципа организации работ на здании могут
устанавливать один или
несколько бетононасосов, как правило, с приданием
им автономных манипуляционных стрел для распределения бетонной смеси,
устанавливаемых на бетонируемом горизонте. В том случае, если мощность
бетононасоса не обеспечивает доставку смеси на необходимую высоту,
практикуют ступенчатую установку двух бетононасосов.
При возведении высотных зданий для подачи бетонной смеси
используют и краны с бадьей, при
наличии кранов с высокой скоростью
подъема. В качестве опалубки применяют самые различные индустриальные
опалубочные системы. Для ядер жесткости, не изменяющихся по высоте
- 180 -
используют скользящую опалубки. В большинстве случаев для
бетонирования элементов каркаса и внутренних стен используют
переставную металлическую опалубку. Для перекрытий - крупнощитовую
типа "стол", на телескопических стойках. При ребристых перекрытиях-
металлическую или пластмассовую несъемную опалубку
Возведение 40-70-этажных зданий за 2-2,5 года.
Производство бетонных работ в зимних условиях
При t= +5°С бетонные смеси резко снижают
набор прочности. Все
реакции гидратации замедляются. Замерзший бетон обладает высокой
прочностью, но только за счет сцепления замерзшей воды. При оттаивании
процесс гидратации цемента возобновляется, но из-за нарушений структуры
бетон не может набрать проектной прочности, т е его прочность значительно
ниже, чем прочность бетона, не подвергшегося замерзанию.
Экспериментами установлено, что если
бетон до замерзания наберет
30...50% прочности от проектной, то дальнейшее воздействие низких
температур не влияет на его физико-механические характеристики.
Прочность, после набора которой дальнейшее воздействие замерзания не
влияет на физико-механические характеристики бетона, называется
критической. Значение критической прочности зависит от класса бетона,
вида конструкции и их назначения:
В 105 50%
В 3О
30%
Итак, методы зимнего бетонирования должны применятся для
получения критической прочности бетона до замерзания.
Существующие методы замерзания бетона подразделяют на две
основные группы:
I - методы бетонирования с безобогревным выдерживанием бетона.
Метод "термоса" и его разновидности;
II - методы бетонирования с искусственным обогревом бетона
монолитных конструкций:
1) электротермическая обработка;
2) прогрев бетона паром, горячим воздухом
и в тепляках;
3) обогрев инфракрасными лучами.
I-Метод «Термоса»
При методе "термоса" бетонную смесь t= 25-45°С укладывают в
утепленную опалубку, а открытые поверхности защищают от охлаждения.
Количество теплоты, внесенного в смесь при приготовлении, а также
выделяющееся в результате физико-химических процессов взаимодействия
цемента с водой (экзотермии), достаточно для ее твердения и
набора
критической прочности.
При проектировании бетонных работ методом "термоса" выполняют
теплотехнический расчет опалубки с учетом времени и температуры
остывания. Применяется, в основном, для массивных конструкций с М 6.