Тема 16. Возведение монолитных, бетонных и железобетонных конструкций.

 Бетон находит широкое применение при возведении большинства промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий, а также в других отраслях. Универсальность и экономичность железобетона повышается по мере совершенствования расчетов конструкций и технологических приемов, разработки методов высокопрочных и легких бетонов, бетонов с различными добавками, развития теории структурообразования бетонов. Расширению области применения бетона и железобетона способствует развернутая на базе передовой техники дальнейшая механизация и автоматизация процессов и работ, обеспечивающая выпуск большого количества сборных конструкций. Заводы производят не только готовые сборные железобетонные конструкции, но и комплекты опалубки, арматурные каркасы и сетки, товарную бетонную смесь, сухие смеси для бетонов и растворов, различные добавки к бетонным смесям и растворам, позволяющие управлять физико-механическими и технологическими свойствами. Бетонные работы производятся на основании тщательно разработанного проекта производства работ, в котором указываются физико-химические процессы, протекающие в бетонной смеси и в бетоне, с технологическими процессами бетонных работ, особенностями возводимых конструкций здания или сооружения, а также с учетом местных условий. Общие положения по возведению зданий с применением монолитного железобетона.

В настоящее время строительство из монолитного железобетона с применением индустриальных методов возведения зданий стало одним из направлений дальнейшей индустриализации жилищно-гражданского строительства, дополняющим полносборное крупнопанельное домостроение. Это связано с тем, что сегодня строительство из монолитного железобетона ведется индустриальным методом. Применяя инвентарную, многократно оборачиваемую опалубку, арматурные каркасы и сетки заводского изготовления можно получить высокий производственный эффект. Механизированные подача, укладка и уплотнение бетонной смеси дают возможность довести уровень механизации бетонирования конструкций до 80-85%. Использование электротермообработки бетона и различных химических противоморозных добавок позволяет возводить здания и сооружения в любое время года при любых температурах. Такая тенденция развития монолитного железобетона обусловлена еще и следующими достоинствами: возможностью строительства в районах, удаленных от предприятий стройиндустрии; меньшими капиталовложениями на создание производственной базы или расширение ее мощности в отличие от полносборного домостроения; повышенной сейсмостойкости и трещиностойкости при строительстве в районах горных выработок и на просадочных грунтах. Значительные преимущества монолитное домостроение имеет в сельской местности при массовой застройке домами индивидуального назначения, где процесс строительства в меньшей степени зависит от наличия производственной базы, а малоэтажность зданий открывает широкие возможности, для использования местных строительных материалов, зольных, шлаковых и других отходов промышленности, крупнопористого керамзитобетона и т.д. В настоящее время при возведении многоэтажных зданий определились три основных технологических метода, различаемых в основном по конструктивно-технологическим признакам используемых опалубочных систем: возведение зданий в скользящей опалубке, в крупнощитовой и, блочнощитовой опалубках и в объемно-переставной (туннельной) опалубке. В малоэтажном строительстве из монолитного бетона используют мелкощитовую и крупнощитовую опалубку.

Способ изготовления железобетонных конструкций (сборные, монолитные, сборно-монолитные) выбирают на основании технико-экономического сравнения запроектированных вариантов здания по приведенным затратам, энергоемкости, трудоемкости, надежности, долговечности, технологичности возведения. При этом особое внимание уделяется наличию производственной базы.

При возведении зданий и сооружений из сборных железобетонных конструкций вначале на специальных заводах или полигонах изготовляют отдельные элементы, из которых на строительной площадке возводят сооружения. Такой способ индуст- риален, так как предполагает заводское изготовление и механизированный монтаж. При этом обеспечивается современная технология, рациональные конструктивные формы, возможность изготовления и монтажа в зимнее время. Трудоемкость снижается в 3...4 раза по сравнению с монолитными конструкциями. Сборные железобетонные конструкции наиболее целесообразны, когда количество типов элементов ограничено и применение их предусматривается в зданиях различного назначения. Для этого необходима максимальная унификация и типизация конструктивных схем, пролетов, нагрузок.

Несмотря на прогрессивность сборного железобетона, ему присущи и определенные недостатки: значительные затраты на создание и реконструкцию производственной базы, транспортные расходы по доставке изделий к месту строительства, а также необходимость дополнительных затрат на устройство стыков элементов и обеспечение пространственной жесткости здания.

При возведении монолитных железобетонных конструкций на месте строительства устанавливают опалубку (форму), в нее укладывают арматуру и бетонную смесь. После достижения бетоном необходимой прочности опалубку снимают, получая монолитную конструкцию. Такие конструкции, как правило, мало- индустриальны, трудоемки, требуют большого расхода материала на опалубку и подмости, а в зимнее время — электроэнергии на подогрев бетона. Кроме того, необходима выдержка бетона до приобретения им проектной прочности. Из монолитного железобетона возводятся сооружения, трудно поддающиеся членению на однотипные элементы и требующие повышенной жесткости (фундаменты под прокатное оборудование, гидротехнические сооружения и т. п.).

В последние годы производство конструкций и сооружений из монолитного бетона в значительной степени индустриализировано. Применяют стационарную, переставную или скользящую опалубку, которая может быть использована многократно (до 100 раз и более); бетон и арматурные изделия (каркасы, сетки) изготовляют на специальных заводах и поставляют транспортом на строительную площадку. Подачу бетонной смеси, ее распределение и уплотнение производят механизированным способом с помощью бетононасосов и электровибраторов различных типов.

Вместе с тем в монолитных сооружениях отсутствуют весьма трудоемкие работы по устройству стыков, характерных для сбор- 10 ных элементов, требующих значительного расхода стали. Вследствие этого сооружения или их элементы из монолитного железобетона в ряде случаев оказываются экономически более выгодными, чем из сборного (ядра жесткости зданий большой этажности, фундаменты и т. п.).

При применении сборно-монолитных железобетонных конструкций вначале укладывают сборные железобетонные элементы, выполняющие роль опалубки, а затем их бетонируют. При выполнении определенных несложных требований обеспечивается сцепление сборного и монолитного бетонов, которые в дальнейшем совместно работают в конструкциях под нагрузкой. Такой способ возведения позволяет отказаться от опалубки и ускорить производство работ по сравнению с монолитными конструкциями. Сборно-монолитные конструкции отличаются от сборных большей монолитностью и простотой устройства стыков, но уступают им в индустриальности и трудоемкости изготовления. Их особенно целесообразно использовать в сооружениях с высокими нагрузками, когда сборные конструкции оказываются слишком тяжелыми и громоздкими и требуют специального оборудования.

 

 

Тема 17. Каменные работы.

Каменные работы — строительные работы, выполняемые при возведении конструкций из штучных камней и блоков.

Каменные работы делятся на 2 группы: кладка мелких камней и монтаж крупных блоков. К 1-й группе относятся: бутобетонная кладка из естественных камней неправильной формы (бут) и бетонной смеси, применяемая преим. для подземных конструкций (фундаменты и др.) промышленных, гидротехнических и транспортных сооружений, и бутовая кладка из таких же камней на растворе: кирпичная кладка стен, столбов и др. частей зданий и сооружений из глиняного и силикатного строительного кирпича обыкновенного и легкого (пустотелого, пористого) стандартных размеров; кладка керамических камней с щелевидными пустотами, используемая для стен каркасных зданий и для несущих стен ограниченной этажности; кладка мелких блоков весом до 32 кг из бетонов и растворов, преимущественно на легких заполнителях. Ко 2-й группе каменных работ относится крупноблочная кладка стен и фундаментов зданий. Для кладки наземных стен применяются сплошные и пустотелые блоки из бетонов на легких заполнителях, из ячеистых бетонов, силикатной массы, кирпича, а также пиленые из легких естественных пород (туфы, ракушечник).
Каменные работы из мелкоштучных материалов характеризуются большими затратами ручного труда; это обусловливается ручным выполнением основных операций по кладке камней (о механизированной укладке бутового камня в бутобетонных конструкциях см. Бетонные работы). С развитием индустриальных методов конструкции из бутового камня, кирпича и др. мелкоштучных материалов заменяются более прогрессивными. Мелкоштучная кладка стен вытесняется менее трудоемким монтажом крупнопанельных конструкций; бутовая кладка заменяется сборными конструкциями и бутобетоном и в типовых проектах для промышленного и гражданского строительства больше не предусматривается.

Наибольший объем в строительстве имеют: крупноблочная кладка стен и фундаментов, кладка стен из кирпича и керамических камней. Кладка стен многоэтажных зданий производится поточными методами, по совмещенным календарным графикам строительства объекта, с одновременным монтажом всех связанных со стенами конструктивных элементов здания —оконных и дверных блоков, лестниц, междуэтажных перекрытий, перегородок, балконов, сблокированных узлов санитарно-технических устройств и др. Кладка ведется с инвентарных подмостей, устанавливаемых строит, краном на перекрытие. Устройство наружных лесов для этих работ исключается. Для кладки заполнения каркасных стен одноэтажных производств, зданий значит, высоты применяются подвесные, иногда катучие, подмости. Все процессы транспортирования кладочных растворов и кирпича до рабочего места каменщика, а блоков на место установки комплексно механизируются. Монтажные подъемно-транспортные операции на объекте механизируются при помощи строительных кранов (см. Подъемный кран).

Крупноблочная кладка фундаментов и стен выполняется из блоков по монтажным чертежам, определяющим положение каждого блока в конструкции. В основу типизации блоков положена разрезка стен на ряды. По двухрядной системе возводятся стены из легкобетонных блоков, по трех- и четырехрядной— из кирпичных и силикатных. Блоки, поступающие на объект, идут в монтаж непосредственно с транспортных средств или размещаются на приобъектных площадках в зоне действия строительных кранов.

Кирпичная кладка организуется обычно в две захватки (захватка — участок постройки примерно одинаковой трудоемкости выполнения работ на нем и др. соседних участках) и ведется равномерно по периметру здания. На каждом этаже начинают с установки в проектное положение в плане и по высоте «маячных» блоков в углах здания, у лестничных клеток и на границах захваток. Простенные и подоконные блоки выставляются и выравниваются по лицевой грани стены, а при рельефной фактуре блока — по ее внутренней плоскости. Кладка стен ведется с перевязкой камней на рядовых участках, а также в местах примыкания и пересечения поперечных стен. Все швы кладки заполняются раствором. Блоки весом до 2 т устанавливаются обычно непосредственно на растворную постель; более тяжелые угловые и простенные блоки при двухрядной разрезке стен — на подкладки (шашки) и клинья. Размер шашек должен быть не более 4x4 см2, высота несколько меньше проектной толщины шва. Во избежание местных перенапряжений в блоках применяются шашки из дерева мягких пород. Клинья служат для точной установки блока по высоте; эта операция производится только путем осаживания блока; подклинка запрещается. Заполнение вертикального шва обеспечивается предварит, нанесением раствора на стыкуемые поверхности и дополнительным его вводом в шов с уплотнением штыковкой после установки блока. Все операции, связанные с выверкой блока, должны быть закончены до начала схватывания раствора.

Природные каменные материалы и изделия изготавливаются из горных пород, которые подразделяются на осадочные, метаморфические и изверженные. Каменные материалы и изделия характеризуются следующими показателями:

· объемная масса — масса единицы объема;

· марка — предел прочности при сжатии;

· морозостойкость — количество циклов замораживания и оттаивания;

· размягчение — отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности его в сухом состоянии;

· водопоглощение — отношение массы воды, поглощенной материалом, к массе материала в сухом состоянии.

Горизонтальность рядов крупноблочной кладки инструментально проверяется на уровне каждого этажа.

Кладка кирпичных стен выполняется с перевязкой швов по многорядной или однорядной (цепной) системе; кладка узких простенков и столбов -по трехрядной. По прочности конструкции все три системы примерно равноценны. Многорядная перевязка предпочтительнее цепной, так как уменьшается объем трудоемкой кладки наружных (верстовых) рядов и соответственно возрастает (при толщине стены в два кирпича) — с 25% до 12% доля более простой кладки внутренней части стены; значительно уменьшается потребность в половинках итрехчетверках; ступенчатый характер, кладки более удобен в работе. Кладка стен ведется на пластичном растворе, который должен заполнять все горизонтальные и поперечные вертикальные швы кладки. Если стена кладется без расшивки наружных швов («впустошовку»), глубина незаполненной части шва у лицевой поверхности стены может достигать 15 мм. Облицовка фасадов керамическими камнями, плитами и др. материалами производится одновременно с кладкой стен. Горизонтальность кладки поэтажно проверяется нивелировкой. В зданиях высотой 7 и более этажей в стенах закладываются анкерные связи. Кладка керамических пустотелых камней выполняется с поперечной перевязкой швов тычковыми рядами, располагаемыми не реже чем через три ряда по высоте стены. Камни до подачи на рабочие места сортируют и подбирают по размерам. В зимних условиях кирпичная кладка выполняется в основном: методом замораживания на растворе, подогретом до температуры, достаточной для его обжатия в шве при укладке кирпича.
Ясно выраженная цикличность процессов большинства каменных работ создает благоприятные условия для поточно-расчлененной организации работ.