Объемно-блочная строительная система

В нашей стране была внедрена в конце 50-х годов. В 70-х годах получила широкое распространение.

Объемно-блочные здания возводят из крупных объемно-пространственных бетонных элементов весом до 25 тонн. Объемные блоки

 

 

устанавливают друг на друга без перевязки швов. Возможно консолирование блоков и взаимное смещение и поворот. Объемно-блочные домостроения имеют существенное снижение суммарных затрат на 12-15 % по сравнению с панелями. В панельном – соотношение затрат завод – строительная площадка: 50/50, в объемно-блочном строительстве: 70/30. Объемно-блочную систему применяют при проектировании жилых зданий, гостиниц от 1 до 16-ти этажей. Экономический эффект достигается при большой концентрации строительства, необходимости его осуществления в сжатые сроки и при дефиците рабочей силы.

В зависимости от конструктивной схемы различают три вида крупноблочных зданий: блочные - из несущих объемных блоков (рис. 66, а); панельно-блочные, состоящие из несущих объемных блоков в сочетании с плоскими панелями стен и перекрытий (рис. 66,6); каркасно-блочные, состоящие из каркаса с заполнением самонесущими объемными блоками (рис. 66, в).

 

Рис. 6. Конструктивные схемы зданий из объемных блоков а, б -блочная: в -панельно-блочная; г - каркасно-блочная; 1 - объемные блоки; 2 - панели перекрытий; 3 -стеновые панели; 4 - стойки каркаса; 5 - ригели

Блочные дома состоят из отдельных объемных блоков, которые устанавливают один на другой. Характерная особенность этой системы - двойные внутренние стены и перекрытия. Эта система наиболее часто применяется при объемном строительстве, так как при ней можно достичь наибольшей заводской готовности блоков и наименьших трудовых затрат при выполнении монтажных работ.

 

 

Особенностью панельно-блочной системы является совместное применение объемных блоков и плоских панелей. В этом случае внутренние стены получаются однослойными.

В каркасно-блочных зданиях каркас воспринимает основные нагрузки, так как на него опираются объемные блоки, являющиеся в этом случае самоне-сущими.

По объемно-планировочному решению объемные блоки могут состоять из одного или из нескольких помещений, быть замкнутыми или открытыми с одной или нескольких сторон, изготавливаться с балконами, эркерами или лоджиями.

 

 

Монолитная и сборно-монолитная строительные системы

Такого типа системы применяют при возведении жилых зданий средней и повышенной этажности. К сборно-монолитным конструкциям относятся конструкции, изготовленные частично из монолита, частично из сборных железобетонных изделий. Начало монолитного бетона относится к 1880 г. В 70-х годах прошлого столетия было освоено производство индустриальных опалубок. С 90-х годов монолитное домостроение в России получило дальнейшее распространение из-за активизации деятельности современных и зарубежных фирм имеющих технологическое оборудование для монолитных работ.

 

 

Монтаж зданий. Опалубки.

 

 

Монтаж зданий методом подъема перекрытий и этажей Сущность этого метода возведения зданий сводится к тому, что на уровне

земли бетонируют пакет перекрытий, который затем с помощью домкратов последовательно поднимают по колоннам или другим опорным конструкциям и закрепляют в проектном положении. При такой технологии появляется возможность устройства перекрытий в наземных условиях и их бескранового подъема целиком или крупными картами. Этот метод монтажа зданий обеспечивает ПО сравнению с полносборным вариантом экономию материалов и большую пространственную жесткость всей конструкции. Это и определило предпочтительную область использования метода.

Жилые и общественные здания экономически выгодно возводить методом подъема перекрытий или этажей в следующих случаях: при нетиповых планировочных решениях зданий, при строительстве в районах горных выработок или повышенной сейсмичности, при необходимости строительства в стесненных условиях, исключающих применение наземных кранов, и т.д.

Монтаж многоэтажных промышленных зданий методом подъема перекрытий целесообразен, когда стандартные конструкции заводского изготовления не могут быть применены, например, при большом числе технологических отверстий в перекрытиях или при пролетах и ширине зданий, затрудняющих использование обычных монтажных средств. Метод подъема перекрытий может оказаться технологически и экономически оправданным при

 

 

строительстве гаражей с наклонными пандусами, наклонных трибун и в ряде других случаев.

Здания методом подъема перекрытий возводят в такой последовательности: после установки колонн первого яруса на уровне земли бетонируют пакет перекрытий размером на секцию или с разрезкой на несколько карт.

При бетонировании между плитами устраивают разделительные прокладки из синтетической пленки. В процессе бетонирования в лигах прокладывают коммуникации, в местах пересечения с колоннами устраивают отверстия, обрамленные металлическими фартуками, приваренными к арматуре плиты. В фартуках оставляют отверстия для пропуска вантовых тяг домкратных устройств. Перекрытия поднимают с помощью специальных подъемников, расположенных на оголовках колонн очередного яруса, или при их соответствующей конструкции в любом месте колонны, что облегчает наращивание колонн и перестановку подъемников по высоте.

После подъема плиты чердачного перекрытия и временного закрепления ее на колоннах поднимают остальные плиты, которые также закрепляют временно с помощью закладных элементов, за исключением плит перекрытий первого и второго этажей, которые закрепляют окончательно в проектном положении. После наращивания очередного яруса колонн и перестановки подъемников перекрытия поднимают в той же последовательности до закрепления всех перекрытий на проектных отметках.

Монтаж колонн, перестановку подъемников и навеску стеновых панелей выполняют наземными или легкими самоходными кранами, устанавливаемыми на чердачном перекрытии.

После подъема плиты чердачного перекрытия со смонтированным на ней покрытием на очередной освободившейся плите междуэтажного перекрытия монтируют на уровне земли стеновые конструкции, блоки санитарных узлов, коммуникации и т.д. Готовый к подъему этаж гидроподъемниками поднимают на соответствующую отметку и закрепляют на ней, после чего в той же последовательности приступают к монтажу очередного этажа.

В некоторых жилых и гражданских зданиях, возводимых методом подъема перекрытий или этажей, основными элементами, воспринимающими горизонтальные усилия, являются технические шахты (ядра жесткости), в которых расположены лестничные клетки, лифты и другие инженерные коммуникации. Такая конструктивная схема, в которой пространственные ядра жесткости сочетаются с безбалочными перекрытиями, обеспечивает не только повышенную жесткость здания, но и оптимальный расход бетона и стали.

При строительстве таких зданий ядра жесткости сооружают в скользящей опалубке. Затем последовательно поднимают перекрытия гидравлическими подъемниками, закрепляемыми на ядрах жесткости, и фиксируют их на проектных отметках.

 

 

На временных опорах 1 устанавливают инвентарные колонны 2 и на стационарных фундаментах 3 возводят несущие стены 4 нижнего этажа (монолитные, кирпичные, сборные). На подготовленном основании бетонируют плиту перекрытия 5 первого этажа с зазорами относительно стен 4, поднимают ее подъемниками 6 на проектную отметку и бетонируют опорные участки 7. После этого наращивают несущие стены 4 на один этаж, на колоннах 2 подводят под перекрытие 5 инвентарные опоры 8, несущая способность которых превышает нагрузку от свежеотформованного перекрытия, и на плите перекрытия первого этажа формуют перекрытие следующего этажа.

После набора бетоном отформованной плиты надлежащей прочности процесс повторяют.

 

 

Способ поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображена схема подъема перекрытия второго этажа, на фиг.2 - схема подъема перекрытия третьего этажа.

Возводят фундамент 1 каркаса здания. Монтируют сборные или бетонируют монолитные колонны 2 по периметру ячейки каркаса на высоту выше проектной высоты этажа первого уровня и устанавливают на колонны домкраты 3 с тягами 4. Высота возведения колонн обусловлена возможностью установки домкратов. На уровне верха фундамента 1 бетонируют перекрытие 5 первого уровня. После достижения бетоном 70% проектной прочности перекрытие посредством тяг 4 домкратом 3 поднимают на уровень второго этажа и фиксируют на временных монтажных столиках, пропускают сквозь каналы в колоннах арматуру 6 во взамно перпендикулярных направлениях, замоноличивают стыки между колоннами и перекрытием. Затем возводят колонны и бетонируют перекрытия второго этажа в смежных ячейках. После чего производят натяжение арматуры с передачей усилия натяжения по

 

 

периметру здания на уровне второго этажа и замоноличивание швов с предварительно напряженной арматурой между перекрытиями. После чего последовательно в каждой ячейке здания наращивают колонны 1 на высоту следующего этажа и переустанавливают домкраты на следующий уровень. На перекрытии 5 второго этажа бетонируют перекрытие 7 третьего этажа и выдерживают до набора заданной прочности. После чего его также домкратами на тягах поднимают на уровень следующего четвертого этажа и монтируют аналогичным образом. Таким образом возводят каркас здания на проектную высоту.

Метод скользящей опалубки.

На фундаменте строящегося здания собирают опалубку — форму, которая будет заполняться бетоном и, двигаясь (скользя) вверх, оставлять за собой готовые наружные и внутренние стены (ограждающие и несущие), как бы непрерывно «отливать» здание по высоте.

Опалубку собирают из щитов, которые представляют собой металлический каркас из горизонтальных уголков и вертикальных деревянных брусков, облицованный водостойкой фанерой. Щиты устанавливают так, чтобы расстояние между ними соответствовало толщине будущих стен.

Если на собранную опалубку вы посмотрите сверху, то увидите «срез» здание, его план.

Установленные щиты (высота их, как правило, 1,1 —1,2 м) связывают между собой стальными домкратными рамами. На этих рамах укрепляют рабочий настил, монтируют гидравлические подъемники (домкраты), которые и обеспечивают движение всей скользящей опалубки вверх. С рабочего настила будут непрерывно, по мере возведения стен, в пространство между щитами устанавливать арматуру, закладные элементы, временные и постоянные коробки (там, где должны быть окна, двери, различные проемы). Сюда же, на этот настил, кранами будут подавать бетон.

Для наглядности работу гидродомкрата можно сравнить с человеком, который взбирается на дерево. Сначала он держится ногами (нижний зажим домкрата) и подтягивается с помощью рук (верхний зажим). Потом он подтягивает ноги вверх (опалубка скользит вверх вместе с нижним зажимом по домкрат-ному стержню), а держится в это время руками. Далее процесс повторяется.

Когда в гидродомкрат нагнетается рабочая жидкость, давление в. его цилиндре повышается, и он со всей опалубкой поднимается вверх вместе с рамой. Когда снимается давление рабочей жидкости, то вверх под действием силы сжатия возвратной пружины поднимается только верхний зажим.

Конечно, справиться с задачей подъема всей опалубки здания одному домкрату не под силу. Делают это сразу много домкратов, которые трубопроводами соединены с насосной станцией.

С помощью домкратов опалубка за сутки поднимается вверх в среднем на 3—3,6 м; максимальная ее скорость достигает 25 см в час.

 

 

Бетон укладывают одновременно по всему периметру строящегося здания, причем бетонирование стен на всю их высоту идет непрерывно, без остановки. Темп работ задается таким, чтобы за сутки возводился один этаж.

В первые же часы твердения бетон успевает набрать прочность, которая обеспечивает сохранение формы стенам, освободившимся от опалубки.

Для подъема рабочих на настил скользящей опалубки во время возведения стен, начиная со второго этажа, устанавливают грузопассажирский подъемник.

На строительстве зданий в скользящей опалубке работы ведутся круглосуточно одной комплексной бригадой. Такая бригада состоит из плотников, арматурщиков и бетонщиков. По технологии в течение смены работы распределены неравномерно. Приходится переключать бригаду то на бетонные, то на плотничные, то на арматурные работы. Поэтому каждый рабочий должен быть обучен передовым методам всех этих профессий.

Когда возведение стен закончено, с помощью башенного крана производят демонтаж скользящей опалубки и подъемных устройств, а затем приступают к устройству междуэтажных перекрытий.

Следует заметить, что в нашей стране применяются две технологические схемы возведения зданий в скользящей опалубке. Первая — одновременное бетонирование монолитных стен и перекрытий. Вторая — сначала возводят стены на всю высоту, а затем устраивают перекрытия.

Сооружение зданий из монолитного бетона в скользящей опалубке требует меньше капитальных вложений, так как не надо создавать заводские мощности по производству элементов, из которых должно строиться здание, — ведь при методе скользящей опалубки здание просто «отливается» на месте.

Другое преимущество методов скользящей опалубки связано с сокращением расхода металла и бетона.

Очень важно, что применение скользящей опалубки обеспечивает непрерывность технологического процесса. Движущаяся опалубка становится как бы ведущим конвейером и организующим началом для целого комплекса работ на строительной площадке.

Все это в конечном счете и определяет основные преимущества метода сооружения зданий в скользящей опалубке: сокращение сроков строительства и снижение его себестоимости.

За последние годы получают сравнительно широкое развитие методы возведения жилых и общественных зданий из монолитного железобетона. Эти методы оправданы в следующих условиях: при строительстве зданий, в которых невозможно использование типовых сборных изделий; при строительстве в районах высокой сейсмичности или на территории горных выработок, где предъявляются повышенные требования к пространственной жесткости зданий; при пионерном строительстве в районах, значительно удаленных от домостроительных предприятий.

Непременными технологическими условиями эффективности возведения зданий в монолитном варианте являются поточная организация строительства,

 

 

применение унифицированной инвентарной опалубки, арматурных изделий и комплексная механизация подачи и распределения бетонной смеси.

С учетом перечисленных условий могут быть обеспечены высокие технико-экономические показатели метода монолитного домостроения.

Метод возведения зданий в скользящей опалубке наиболее экономичен для зданий, компактных в плане, высотой не менее 10-12 этажей.

Технология возведения жилых зданий в скользящей опалубке в принципе та же, что и при возведении других сооружений, хотя и имеет некоторые отличия в конструкции опалубки, обусловленные более развитым периметром зданий, наличием проемов в стенах, необходимостью устройства междуэтажных перекрытий и т.д.

При больших проемах домкратные стержни и, следовательно, сами домкраты группируют в простенках или местах пересечений стен. При этом конструкция опалубки должна обеспечивать необходимую жесткость.

Скорость подъема опалубки и, следовательно, бетонирования составляет 15-20 см/ч, что при правильно заданных составах бетона и режимах его укладки исключает появление разрывов и раковин.

Перекрытия зданий, возводимых в скользящей опалубке, могут устраиваться по ходу бетонирования стен монолитными или сборно-монолитными, выполняться с отставанием на 2-3 этажа или после возведения коробки зданий.

Устройство монолитных перекрытий одновременно с бетонированием стен более технологично и повышает пространственную Жесткость здания. При этом методе по окончании бетонирования стен очередного этажа скользящая опалубка поднимается с таким расчетом, чтобы низ внутренних щитов опалубки находился на отметке верха будущего перекрытия. После этого устанавливают инвентарную опалубку, которая опирается на перекрытие нижележащего этажа, и производят армирование и бетонирование. После укладки бетона в перекрытие начинается бетонирование стен очередного этажа.

Метод бетонирования в скользящей опалубке наиболее практичен при возведении ядер жесткости. Так, например, при строительстве сборных многоэтажных зданий с центральным стволом, в котором размещены лифты, лестницы, коммуникации, ствол бетонируется в скользящей опалубке, а монтаж сборных конструкций производится краном, устанавливаемым на этом стволе.

На уровень рабочей площадки опалубки бетон может подаваться краном в бадье с устройством для равномерной выдачи смеси, а также с помощью бетононасосов в сочетании с автономной шарнирно-сочлененной стрелой для распределения бетонной смеси.

Метод бетонирования в объемно-переставной (туннельной) опалубке применяется при возведении из монолитного бетона многоэтажных зданий большой протяженности с несущими поперечными стенами. Сущность метода заключается в бетонировании перекрытий и несущих поперечных стен с применением инвентарных блоков туннельной опалубки, набираемых из секций или в виде укрупненных на земле блоков и переставляемых с этажа на

 

 

этаж. В зависимости от фронта работ для бетонирования здания может быть применено несколько блоков опалубка (рис.4).

 

Рис.4. Установка блока объемно-переставной опалубки

При возведении зданий в объемно-переставной опалубке бетонирование ведут поэтажно, причем каждый этаж делят на захватки, рассчитанные на суточный цикл работы. При бетонировании работы проводят в такой технологической последовательности: устанавливают вдоль продольных несущих стен монтажные подмости, монтируют из секций блоки опалубки, армируют стены и перекрытия и бетонируют. После набора бетоном заданной прочности производят распалубку и перестановку секций опалубки.

Для интенсификации работ при бетонировании в зимних условиях может быть применена термоактивная опалубка, оснащенная трубчатыми электрическими нагревателями (ТЭНами). Необходимая электрическая мощность для прогрева бетона в термоактивной опалубке 1,3-1,5 кВт/м. Опалубка снимается через 12-14 ч после укладки бетона.

При распалубке секции поочередно с помощью рычажно-винтового механизма складывают в транспортное положение и выкатывают на наружные подмости, откуда с помощью крана их переставляют на новую позицию для бетонирования очередного этажа или захватки. Секции опалубки можно переставлять с помощью Г-образной траверсы. Секции формы могут демонстрироваться и через проемы, оставляемые в перекрытии. Применение этого способа упрощает демонтаж опалубки, однако связано с необходимостью последующей заделки проемов.

Разновидностью объемно-переставной опалубки является опалубка, соответствующая по своим размерам конструктивно-планировочной ячейке здания. По окончании бетонирования эта опалубка вертикально извлекается краном, затем бетонируется перекрытие.

Метод бетонирования в крупнощитовой опалубке обычно применяется при бетонировании зданий со смешанным конструктивным решением, например с кирпичными стенами и монолитными железобетонными внутренними стенами, перегородками и перекрытиями.

Металлические, деревометаллические щиты опалубки стен и перегородок размером на комнату устанавливают в проектное положение и раскрепляют между собой для восприятия нагрузок, возникающих от давления

 

 

свежеуложенного бетона. Опалубка стен и перекрытий устанавливается раздельно.