М. П. Рыжевская ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Утверждено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебника для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы среднего специального образования по специальности «Промышленное и гражданское строительство» Минск РИПО 2019 УДК 69(075.32) ББК 38.1я723 Р93 А в т о р: преподаватель УО «Рогачевский государственный профессионально-технический колледж строителей» М. П. Рыжевская. Р е ц е н з е н т ы: цикловая комиссия УО «Минский государственный архитектурно-строительный колледж» (Л. В. Верховодко); профессор кафедры «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» филиала БНТУ «Межотраслевой институт повышения квалификации и переподготовки кадров по менеджменту и развитию персонала БНТУ», кандидат технических наук, доцент А. С. Стаценко. Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства. Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства образования Республики Беларусь. Р93 Рыжевская, М. П. Технология строительного производства : учеб. / М. П. Рыжевская. – Минск : РИПО, 2019. – 495 с., [24] л. ил. : ил. ISBN 978-985-503-890-1. В учебнике приведены основные методы производства строительномонтажных работ при возведении промышленных и гражданских зданий, положения по эксплуатации строительных машин, организации и безопасности труда рабочих, контролю качества работ. Особое внимание уделено требованиям технических нормативных правовых актов в области строительства, прогрессивным научно-техническим достижениям, учтены изменения, которые произошли в данной сфере в последние годы. Иллюстративный материал и QR-коды позволяют наглядно представить технологию строительных процессов, использовать данный материал при проектировании курсовых и дипломных проектов. Предназначен для учащихся учреждений среднего специального образования, обучающихся по специальности «Промышленное и гражданское строительство (производственная деятельность)». Может быть рекомендован студентам вузов и специалистам в данной области. УДК 69(075.32) ББК 38.1я723 ISBN 978-985-503-890-1 © Рыжевская М. П., 2019 © Оформление. Республиканский институт профессионального образования, 2019 ПРЕДИСЛОВИЕ Возрастающие масштабы, многообразие и специфика промышленного и гражданского строительства требуют совершенствования базы подготовки квалифицированных кадров в данной области. Учреждения образования должны выпускать высококвалифицированных специалистов с развитым экономическим мышлением, творчески активных и предприимчивых. Изучение строительных дисциплин предполагает большой объем самостоятельной работы, особенно при подготовке учащихся заочной формы обучения. Имеющаяся информация на интернет-сайтах потоком хлынула на всех пользователей интернет-ресурсов, однако чтобы ее систематизировать, выбрать и применить, порой требуется достаточно много времени. Учебные пособия в их первозданном (печатном) виде всегда будут востребованы, так как они включают лаконичный и целенаправленный программный материал в небольшом объеме книги. Несомненно, печатное издание при изучении дисциплины должно быть дополнено мультимедийными материалами и тогда в совокупности они могут быть хорошими средствами обучения. Материал данного учебника разработан для учащихся учреждений среднего специального образования для изучения учебной дисциплины «Технология строительного производства» по специальности «Промышленное и гражданское строительство (производственная деятельность)». Цель учебника – обеспечить соответствие изложенного материала учебной программе; включить в состав изучаемого курса новые строительные технологии и методы в связи с изменяющимися условиями; структурировать материал и сделать его более последовательным и логичным. Содержание учебника составлено на основе технических нормативных правовых актов в области строительства, типовых технологических карт, учебных пособий и интернет-ресурсов. 3 Предисловие Наряду с индустриальными методами строительства, которые имеют свой положительный опыт, широко представлены технологии возведения монолитных конструкций, устройства современных гидроизоляционных и кровельных систем, приведена информация о применяемых материалах и их свойствах. В настоящее время в Республике Беларусь происходит процесс интенсивного перехода к строительству энергоэффективных зданий, в связи с этим в учебнике приведены современные методы обеспечения теплозащиты зданий (утепление стен, устройство теплоизоляционных покрытий, кровель, оконных заполнений). Предлагаемый материал состоит из 15 глав, порядок которых соответствует последовательности возведения зданий и сооружений. В конце учебника приведены контрольные вопросы и задания. Иллюстративный материал и QR-коды позволяют наглядно представить технологию строительных процессов, использовать данный материал при проектировании курсовых и дипломных проектов. ВВЕДЕНИЕ Технология строительного производства – это наука о методах выполнения строительных процессов при возведении зданий и сооружений. Понятие «технология» произошло от греческого techne – искусство, мастерство, умение и logos – наука, учение. Задача технологии как науки – выявление физических, химических, механических и других закономерностей с целью определить и использовать на практике наиболее эффективные и экономически выгодные методы выполнения производственных процессов. Учебная дисциплина «Технология строительного производства» предусматривает изучение технологии выполнения строительно-монтажных работ при возведении зданий и сооружений, а также организации труда рабочих, применения строительных машин и оборудования, методов контроля качества, требований по охране труда, окружающей среды и энергосбережения. Строительство – это деятельность по выполнению строительно-монтажных и пусконаладочных работ при возведении, реконструкции, ремонте, реставрации, благоустройству объекта, а также по сносу или консервации не завершенного строительством объекта. Кроме того, понятие «строительство» включает выполнение организационно-технических мероприятий, подготовку необходимой разрешительной и проектной документации. Возведение объекта строительства – совокупность работ, в том числе строительно-монтажных, пусконаладочных, и мероприятий, результатом которых является создание объекта строительства. Объект строительства – это здания, сооружения, в том числе инженерные коммуникации, находящиеся в стадии возведения (реконструкции, реставрации, благоустройства или ре5 Введение монта), в которую входят также работы по изысканиям, проектированию, возведению, установке оборудования. Реконструкция объекта – совокупность строительно-монтажных и пусконаладочных работ и мероприятий, направленных на использование по новому назначению объекта, и в связи с этим изменение его основных технико-экономических показателей и параметров. Результатом реконструкции могут быть повышение потребительских качеств здания, изменение количества и площади помещений, строительного объема, общей площади, вместимости, пропускной способности, направления или месторасположения инженерных и транспортных коммуникаций, их замена. Ремонт объекта – совокупность строительно-монтажных и пусконаладочных работ и мероприятий по восстановлению утраченных в процессе эксплуатации и (или) улучшению конструктивных, инженерных, технических и эстетических качеств объекта, в том числе по устранению его мелких повреждений и неисправностей, а также предупреждению его износа, не относящихся к реконструкции объекта. Реставрация объекта – совокупность строительно-монтажных и пусконаладочных работ и мероприятий по воссозданию нарушенного первоначального облика недвижимых материальных историко-культурных ценностей, включая здания, сооружения, их комплексы, части. Реставрацию объектов выполняют на основе специальных исследований их исторической достоверности и архитектурнохудожественной ценности, а также научно-проектной документации. Благоустройство объекта – совокупность строительно-монтажных и пусконаладочных работ, мероприятий, осуществляемых в целях приведения территории в состояние, пригодное для эксплуатации зданий (сооружений, инженерных, транспортных коммуникаций). Кроме того, благоустройство территории необходимо для создания благоприятных условий жизнедеятельности, формирования эстетически выразительной окружающей среды. Снос – освобождение строительной площадки от находящихся на ней объектов недвижимого имущества, а также незаконсервированных не завершенных строительством объектов. 6 Введение Снос объектов осуществляют путем демонтажа конструкций или с применением разрушающих технологий (демонтаж – при целесообразности дальнейшего использования конструкций, применение разрушающих технологий – при нецелесообразности или невозможности их дальнейшего использования). Консервация объекта незавершенного строительства – приостановление строительства объекта на срок более трех месяцев, с разработкой и выполнением мероприятий по обеспечению его безопасности и сохранности на период до возобновления работ (или ликвидации объекта). Консервацию объектов осуществляют на основании соответствующего решения с последующим расторжением договора подряда. Основные направления развития строительной отрасли в Республике Беларусь: • внедрение энергосберегающих технологий в проектировании и строительстве зданий и сооружений; • достижение европейского качества выпускаемой строительной продукции (работ, услуг); • увеличение объемов жилищного строительства; • освоение технологии строительства крупных производственных объектов (АЭС и др.); • освоение и внедрение технологий строительства высотных зданий; • развитие индивидуального строительства и строительства в сельской местности; • увеличение экспорта строительных услуг; • совершенствование нормативной базы строительства и др. 7 ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА 1.1. СТРОИТЕЛЬНАЯ ПРОДУКЦИЯ Строительное производство – совокупность производственных процессов, выполняемых непосредственно на строительной площадке, включая строительно-монтажные и специальные работы. Целью строительного производства и конечным результатом выполнения строительно-монтажных и специальных работ является получение строительной продукции. Строительная продукция – это законченные строительством (реконструкцией, ремонтом, реставрацией) здания и сооружения, а также их части. Для строительной продукции характерны следующие отличительные особенности: • крупноразмерность и массоемкость зданий и сооружений; • стационарность (неподвижность); • многообразие – возводимые здания отличаются формой, размерами, внешним обликом и др.; • разнообразие предметов труда при возведении зданий; • здания и сооружения возводят в различных природно-климатических условиях (геологических, климатических и др.). Эти особенности требуют в каждом конкретном случае установления технологически правильных и эффективных методов выполнения строительных процессов и их взаимной увязки с целью обеспечить качество, безопасность и другие необходимые показатели строительной продукции. 1.2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОЦЕССЫ, ИХ СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА По технологическим признакам строительное производство осуществляют путем выполнения работ, процессов, операций и приемов. 8 1.2. Строительные работы и процессы, их содержание и структура Работы в строительстве – деятельность по возведению, реконструкции, ремонту, реставрации, благоустройству и сносу зданий и сооружений, включающая выполнение организационно-технических мероприятий, подготовку разрешительной и проектной документации. Это строительные, монтажные, специальные, пусконаладочные работы. Их принято называть строительно-монтажными работами. Строительные работы выполняют с целью получить на строительной площадке конечную или промежуточную строительную продукцию. Их подразделяют по следующим признакам: • по применяемым или обрабатываемым материалам – земляные, каменные, бетонные и др.; • конструктивным элементам, которые являются продукцией данного вида работ, – кровельные, изоляционные и др.; • способу выполнения – столярно-плотничные, сварочные, отделочные и др. Под монтажными работами подразумевают комплекс технологических операций по установке в проектное положение и соединению заранее изготовленных конструктивных элементов строительных конструкций, а также узлов и деталей инженерного и технологического оборудования. В зависимости от области применения различают общестроительные, специальные и вспомогательные работы. Общестроительные работы – комплекс работ, в результате выполнения которых получают незаконченную строительную продукцию в виде так называемой коробки здания или сооружения. В состав этих работ входят земляные, бетонные, каменные работы, монтаж строительных конструкций, отделочные, кровельные и гидроизоляционные работы, устройство полов и др. Специальные работы – это санитарно-технические, электромонтажные, работы по устройству сетей связи, монтажу оборудования и др. Номенклатура специальных работ специфична для объектов разного назначения. Их выполняют после завершения отдельных видов общестроительных работ или параллельно с ними. Вспомогательные – это работы, сопутствующие выполнению общестроительных и специальных работ, например погрузочно-разгрузочные, транспортные, водоотлив, укрепление откосов и др. 9 Глава 1. Особенности строительного производства Строительный процесс – совокупность технологически связанных рабочих операций, выполняемых одним рабочим или группой рабочих. П о с л о ж н о с т и в ы п о л н е н и я процессы разделяют на простые (монтаж плит перекрытия, установка оконных и дверных блоков и др.), сложные (устройство монолитных конструкций) и комплексные (монтаж каркаса здания, устройство нулевого цикла и др.). Простые процессы выполняют рабочие одной специальности (оштукатуривание поверхности – штукатуры), сложные и комплексные – рабочие разных специальностей. Например, устройство монолитных конструкций выполняют плотники, арматурщики, сварщики, бетонщики, монтаж каркаса здания – монтажники, сварщики, бетонщики. П о с п о с о б у в ы п о л н е н и я строительные процессы подразделяют на механизированные, полумеханизированные и ручные. Механизированные процессы выполняют при помощи машин (монтаж конструкций краном, рытье котлована экскаватором), полумеханизированные – вручную с вовлечением в работу механизмов (каменная кладка), ручные – вручную или с помощью механизированных (вибратор, краскопульт) или немеханизированных (лопата, молоток, пила) инструментов. П о н а з н а ч е н и ю строительные процессы делят на заготовительные, транспортные, подготовительные и монтажно-укладочные. Заготовительные процессы обеспечивают строящийся объект полуфабрикатами, деталями и изделиями. Чаще всего их выполняют на специализированных предприятиях (изготовление сборных железобетонных конструкций, производство товарного бетона). Выполнение заготовительных процессов возможно и в условиях строительной площадки при наличии приобъектных растворобетонных узлов, арматурных цехов и др. К транспортным относят процессы по доставке материалов и конструкций на объекты и к рабочим местам. Подготовительные процессы предшествуют выполнению монтажно-укладочных и обеспечивают их эффективное выполнение (укрупнительная сборка, усиление, обустройство конструкций). 10 1.3. Этапы возведения зданий Монтажно-укладочные процессы обеспечивают получение продукции строительного производства. Их выполняют непосредственно на строительной площадке. П о р о л и в п р о и з в о д с т в е н н о м ц и к л е монтажноукладочные процессы могут быть ведущими и совмещенными. Ведущие процессы определяют технологическую последовательность и сроки выполнения строительно-монтажных работ (кладка стен, монтаж фундаментов), совмещенные – выполняют параллельно (установка оконных блоков, заделка стыков). Совмещение строительных процессов способствует сокращению сроков строительства. Особенно важно организовать своевременное выполнение ведущих процессов и обеспечить их необходимыми материально-техническими ресурсами. Нельзя допускать, чтобы совмещаемые процессы становились ведущими, влияющими на продолжительность строительства. Рабочая операция – технологически однородный и организационно неделимый элемент строительного процесса, обеспечивающий создание первичной продукции и выполняемый постоянным составом рабочих при сохранении неизменных предметов и орудий труда. Рабочими операциями являются строповка плиты перекрытия, подъем, подача, перемещение и установка плиты в проектное положение. Каждая операция состоит из рабочих приемов, например набрасывание штукатурного раствора слева направо или справа налево, затирка раствора вкруговую или вразгонку. 1.3. ЭТАПЫ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ Этап работ по строительству – совокупность технологически связанных между собой строительно-монтажных и пусконаладочных работ, образующих законченный элемент строящегося объекта. Для каждого отдельного объекта этапы работ выделяют по-разному, это должно быть указано в проектной документации и договоре-подряде. Основные этапы строительства здания и сооружения: периоды, циклы, очереди, пусковые комплексы. 11 Глава 1. Особенности строительного производства В зависимости от технологической последовательности и характера выполняемых строительно-монтажных работ различают подготовительный и основной периоды строительства. В подготовительный период выполняют весь комплекс работ, который связан с подготовкой строительной площадки. Это расчистка территории площадки, отвод поверхностных и грунтовых вод, создание геодезической разбивочной основы, прокладка подземных коммуникаций, устройство автомобильных дорог, временных зданий и сооружений, складов и др. Более значительный объем работ в подготовительный период выполняют на неосвоенной территории. В основном периоде выполняют все работы, связанные с возведением зданий и сооружений. Основной период принято делить на циклы. Их наименование и количество зависят от объемно-планировочного решения здания. Чаще всего выделяют следующие циклы работ: подземный (нулевой), надземный, специальный. В некоторых зданиях можно выделять следующие циклы: отделочный, кровельный, возведения каркаса здания и др. Строительство предприятий или застройку жилого массива производят очередями, так как это способствует более быстрому вводу объектов в эксплуатацию. Очередь строительства – это часть объекта основного назначения, которая может самостоятельно и безопасно эксплуатироваться и обеспечивать выпуск продукции, производство работ, оказание услуг. Очередь строительства определяется проектной документацией на возведение здания. Обычно объекты с общей продолжительностью строительства до двух лет строят в одну очередь, при большей продолжительности – в две и более. Каждая очередь производственного или жилого комплекса должна содержать все необходимые объекты для нормальной эксплуатации части комплекса в течение длительного периода времени. Очередь строительства может включать один или несколько пусковых комплексов. Пусковым комплексом называют определенную проектной документацией часть объекта, предназначенную для обслужива12 1.4. Материальные элементы строительных процессов ния части объекта основного назначения, которая может самостоятельно эксплуатироваться и обеспечивать выпуск продукции, производство работ, оказание услуг. Состав пускового комплекса (очереди) определяет проектная организация. Для жилищного строительства – это кварталы, микрорайоны, группы зданий. Для производственных зданий – отдельные цехи или технологические линии. Кроме технических факторов, выбор очередности застройки осуществляют путем экономических обоснований. 1.4. МАТЕРИАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ К материальным элементам строительных процессов относят строительные материалы, полуфабрикаты, конструкции, детали, изделия. Строительные материалы изготовляют на различных промышленных предприятиях или добывают в карьерах. Они бывают природные (лесоматериалы, песок, естественный камень) и искусственные (цемент, кирпич, лаки, краски). Полуфабрикаты приготавливают в заводских условиях или на строительной площадке. К ним относят составы, которые характеризуются необходимостью их употребления в течение небольшого промежутка времени. Они не имеют устойчивых товарных свойств (бетонная, асфальтовая, растворная смесь). Строительные конструкции, детали и изделия выпускают на предприятиях строительной индустрии в том виде, в котором они должны быть использованы при строительстве объекта (стеновые панели, плиты перекрытий, оконные и дверные блоки). Все материальные элементы регламентируются нормативными документами – ГОСТ, СТБ, ТУ и др. В них устанавливаются необходимые технические требования и свойства при транспортировании, приемке, хранении, эксплуатации. Соответствие данным требованиям при приемке на объектах подтверждается техническими паспортами, сертификатами и др. 13 Глава 1. Особенности строительного производства 1.5. ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Индустриализация строительного производства – процесс возведения зданий и сооружений с применением сборных конструкций высокой степени заводской готовности (в том числе укрупненных). Индустриализация предусматривает перенесение значительной части трудоемких процессов в заводские условия со всеми присущими ей такими прогрессивными чертами, как механизация и автоматизация производства, поточность производства работ и др. Максимальная заводская готовность поставляемых на объект строительных конструкций способствует уменьшению объемов послемонтажных отделочных и специальных работ, сокращению трудоемкости и сроков строительства. Так, сроки возведения крупнопанельного здания почти в 2 раза меньше, чем аналогичного здания из кирпича или монолитного железобетона. Требованиям индустриализации отвечают железобетонные и металлические конструкции, изготовляемые на заводах, полигонах, домостроительных комбинатах. Широкую популярность в настоящее время получили клееные деревянные конструкции в виде ферм, арок, применение которых в минимальные сроки позволяет возводить большепролетные конструкции уникальных деревянных зданий. Применение опалубочных блоков и арматурных каркасов, максимально укрупненных в отдельные элементы, ускоряет замедленный, казалось бы, процесс бетонирования монолитных зданий. Во внутренней отделке зданий уже давно популярны «сухие» штукатурки из гипсокартонных листов, в наружной отделке – комплексные панели для вентилируемых фасадов. В целях повышения эффективности работы предприятий по производству строительных конструкций в Республике Беларусь проведена большая работа по межотраслевому модулированию основных строительных параметров зданий (продольный шаг колонн, пролеты и высота помещений, привязка конструкций к основным продольным и поперечным осям). На этой основе осуществлены межотраслевая унификация конструктивных схем зданий и сооружений и строгая типизация сборных элементов. 14 1.6. Техническое нормирование и стандартизация в строительстве 1.6. ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Техническое нормирование – деятельность по установлению обязательных для соблюдения технических требований, связанных с безопасностью продукции, процессов ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказания услуг. Стандартизация – деятельность по установлению технических требований в целях их всеобщего и многократного применения в отношении постоянно повторяющихся задач, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в области разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или оказания услуг. Составной частью системы технического нормирования и стандартизации Республики Беларусь является Национальный комплекс технических нормативных правовых актов в области архитектуры и строительства. Ведение национального комплекса осуществляется Министерством архитектуры и строительства Республики Беларусь. Национальный комплекс представляет собой совокупность нормативных документов по всем направлениям строительной деятельности, которые имеют общее название – технические нормативные правовые акты (ТНПА). Положения, изложенные в ТНПА, гарантируют обеспечение безопасности и качества строительной продукции, работ и услуг. Это достигается путем соблюдения всеми участниками строительства действующих норм и правил, которые установлены в данной документации. В настоящее время в составе национального комплекса разрабатывают ТНПА следующих видов: • технические регламенты – ТР; • технические кодексы установившейся практики – ТКП; • государственные стандарты Республики Беларусь – СТБ; • предварительные государственные стандарты Республики Беларусь – СТБ П; • технические условия, включая технические условия на опытные партии продукции, – ТУ. 15 Глава 1. Особенности строительного производства В состав национального комплекса могут входить принятые в качестве государственных межгосударственные технические регламенты, межгосударственные и международные стандарты, межгосударственные своды правил, технические условия, в том числе технические условия стран СНГ, зарегистрированные в установленном порядке на территории республики. Технический регламент – это документ, устанавливающий непосредственно или путем ссылки на ТКП и (или) СТБ обязательные для соблюдения технические требования, связанные с безопасностью продукции, процессов ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации или оказания услуг. Технический кодекс установившейся практики – документ, устанавливающий технические требования к процессам разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции или оказания услуг, основанные на результатах установившейся практики. Стандарты содержат технические требования к продукции, процессам ее разработки, производства, эксплуатации (использования), хранения, перевозки, реализации, утилизации или оказания услуг. Существуют следующие стандарты: • государственные (СТБ); • международные (СТБ ЕN, СТБ ISО); • межгосударственные (ГОСТ); • стандарты организации или предприятия (СП) и др. Технические условия – технические требования к конкретному типу, марке, модели, виду реализуемой строительной продукции или оказываемой строительной услуге, включая правила приемки и методы контроля. Стандарты СНБ и СНиП имеют статус технического нормативного правового акта на переходный период и утрачивают силу по мере их переработки и утверждения в соответствии с Законом Республики Беларусь от 05.01.2004 № 262-З «О техническом нормировании и стандартизации». Создание безопасных условий труда является основой системы трудового законодательства и закрепляется в Трудовом кодексе Республики Беларусь, а также в Законе об охране труда. 16 1.7. Организационно-технологическая документация в строительстве 1.7. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Правильно организовать строительное производство можно лишь при наличии необходимой документации, которая позволяет руководствоваться самыми эффективными методами, заранее планируя и прогнозируя ход строительства. Такой документацией в строительстве являются проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР). Все мероприятия и работы по организации строительства должны осуществляться в соответствии с ПОС, а производство строительно-монтажных работ – в соответствии с ППР. В ПОС и ППР содержатся решения, направленные на улучшение качества строительно-монтажных работ, сокращение сроков и стоимости строительства, применение высокопроизводительных машин и механизмов, обеспечение необходимой безопасности, охраны труда и окружающей среды. Проект организации строительства – это документированная модель строительного производства от начала подготовительного периода до полного завершения строительства, в которой определяются объемы, последовательность, сроки и методы производства строительно-монтажных работ по объектам, очередям, пусковым комплексам и этапам работ. Проект организации строительства разрабатывает генеральная проектная организация или по ее заданию – другая проектная организация. Состав и содержание ПОС зависят от сложности проектируемых объектов. Основные разделы ПОС для несложных объектов (жилых домов, объектов социального назначения, однотипных производственных объектов): • календарный план строительства; • строительный генеральный план; • организационно-технологические схемы строительства объекта с указанием технологической последовательности возведения здания и выполнения работ; • ведомости потребности в основных строительных машинах; • расчет потребности в кадрах строителей по основным категориям и периодам строительства. 17 Глава 1. Особенности строительного производства Пояснительная записка ПОС включает необходимые сведения об объекте и условиях строительства, обоснование нормативной продолжительности строительства, методы производства работ, мероприятия по охране труда, окружающей среды, технике безопасности труда, технико-экономические показатели. При строительстве объекта по очередям ПОС разрабатывают на каждую очередь строительства. При строительстве объекта с выделением пусковых комплексов отдельно на них ПОС не разрабатывают, а предусматривают выделение пусковых комплексов в полном объеме строительства. Проект производства работ является уточнением и дополнением ПОС и отличается от него степенью детализации принятых проектных решений. При строительстве объектов ППР служит руководством по организации и производству работ, его используют для оперативного планирования, контроля качества и учета строительства. В зависимости от продолжительности строительства объекта и объемов строительно-монтажных работ ППР могут разрабатывать не только на все здание, но и на его части, а также на выполнение отдельных видов общестроительных и специальных работ. При строительстве сложных и экспериментальных зданий и сооружений ППР следует разрабатывать на каждую стадию производства работ. Проект производства работ разрабатывают генеральные подрядные строительно-монтажные организации, а на отдельные виды работ – организации, выполняющие эти работы. На строительство сложных объектов по заказам заказчиков или проектных организаций ППР могут разрабатывать специализированные проектно-технологические организации. Проект производства работ на строительство зданий, сооружений или их частей включает следующие разделы и проектные материалы: • календарный график производства работ по объекту или сетевой график; • график движения рабочих кадров по объекту; • график движения основных строительных машин по объекту; • строительный генеральный план; • графики поступления на объект строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования; 18 1.8. Контроль качества строительной продукции • технологические карты и (или) технологические схемы на отдельные виды работ; • решения по производству геодезических работ; • решения по прокладке и подключению временных сетей; • перечни применяемых машин, механизмов, технологического инвентаря и монтажной оснастки; • схемы складирования и строповки грузов; • мероприятия по охране труда, окружающей среды и технике безопасности. Без ППР запрещено выполнять строительно-монтажные работы на объекте. С ним ознакомляют всех работающих на строительной площадке под роспись. 1.8. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ Качество построенного объекта формируется из качества проектно-сметной документации, материалов и конструкций, выполненных строительно-монтажных работ. Оно зависит от всех участников строительного процесса: государственных органов, заказчиков, проектных и строительных организаций, заводов-изготовителей, транспортных предприятий и эксплуатирующих организаций. Качество строительной продукции контролируют на всех стадиях его формирования: предпроизводственной, производственной, послепроизводственной. Контроль качества осуществляют органы надзора и контроля за строительством: • государственный строительный надзор (Департамент контроля и надзора за строительством); • технический надзор (заказчик); • авторский надзор (проектная организация); • производственный контроль (строительная организация); • инспекционный контроль. Производственный контроль должен осуществляться линейным персоналом строительной организации и специальными службами, создаваемыми в строительной организации. Контроль качества выполняют техническими средствами, обеспечивающими его необходимую точность, достоверность и полноту. 19 Глава 1. Особенности строительного производства Производственный контроль качества строительно-монтажных работ состоит из входного, операционного и приемочного контроля. Входной контроль – это контроль поступающих на объект строительных материалов и изделий, проектно-сметной документации, геодезической разбивочной основы. Производители работ (мастера) обязаны проверять качество материалов и конструкций по сопроводительной документации. Отечественные материалы и изделия должны соответствовать требованиям СТБ. Материалы и изделия, подлежащие обязательной сертификации, должны иметь сертификат соответствия. Импортируемые строительные материалы и изделия, на которые отсутствуют опыт применения и действующие на территории Республики Беларусь ТНПА, должны иметь Техническое свидетельство Министерства строительства и архитектуры Республики Беларусь, в соответствии с требованиями ТКП 45-1.01-46. Материалы и изделия, подлежащие гигиенической регистрации, должны иметь удостоверения о гигиенической регистрации, выданные Министерством здравоохранения Республики Беларусь. Входной контроль материалов осуществляют путем визуального осмотра, при необходимости – путем контрольных измерений и лабораторных испытаний. Результаты входного контроля должны отражаться в Журнале входного контроля продукции (СТБ 1306). При входном контроле проектной документации, включая ПОС, следует проводить проверку ее комплектности, наличия согласований и утверждений, ссылок на ТНПА. Генеральная подрядная организация выполняет приемку предоставляемой заказчиком геодезической разбивочной основы, проверяет ее соответствие установленным требованиям к точности, надежности закрепления знаков на местности. Приемку геодезической разбивочной основы у заказчика оформляют соответствующим актом. Операционный контроль должен осуществляться как в ходе выполнения производственных операций, так и после их завершения с тем, чтобы обеспечивать своевременное выявление де20 1.8. Контроль качества строительной продукции фектов и принятие мер по их устранению. При операционном контроле следует проверять соблюдение технологии выполнения строительно-монтажных работ, соответствие выполняемых работ проектной документации и требованиям ТНПА. Основными документами при операционном контроле качества являются ТНПА и технологические карты, содержащие специальные разделы по контролю качества строительно-монтажных работ. В частности, в состав технологических карт входит таблица «Карта контроля технологических процессов», содержащая перечень процессов и операций, которые обязательно необходимо контролировать при выполнении строительно-монтажных работ. В ней указаны, кто (рабочий, прораб, геодезист, лаборатория и т. д.) и чем (визуально, рулеткой, лабораторным способом и т. д.) должет их проверять, а также допуски и отклонения при выполнении работ; документ, в котором регистрируют результаты контроля (журналы работ, акты освидетельствования скрытых работ, протоколы испытаний и т. д.). Результаты операционного контроля фиксируют в Журнале производства работ, который ведет мастер. Приемочный контроль – это контроль строительной продукции, по результатам которого принимают решение о ее пригодности к использованию. Приемочный контроль осуществляют по завершении строительства объекта или его этапов, после выполнения скрытых работ, ответственных конструкций и др. По результатам приемочного контроля оформляют документы о соответствии качества выполненных работ установленным требованиям. Приемочный контроль осуществляют производители работ и мастера, представители технического и авторского надзора, государственные комиссии при приемке законченного строительством объекта и др. Инспекционный контроль – это контроль, осуществляемый специально уполномоченными лицами в целях проверки эффективности ранее выполненного контроля. Инспекционный контроль осуществляют специальные службы, если они имеются в составе строительной организации, либо специально создаваемые для этой цели комиссии или отдельные специалисты. 21 Глава 1. Особенности строительного производства Инспекционный контроль объектов строительства в Республике Беларусь осуществляют: • инспекции Департамента контроля и надзора за строительством (Госстройнадзор); • органы пожарного надзора; • органы санитарно-эпидемиологического надзора; • органы Департамента по надзору за безопасным ведением работ в промышленности МЧС Республики Беларусь (Госпромнадзор) и др. По результатам производственного и инспекционного контроля должны разрабатываться мероприятия по устранению выявленных дефектов. ГЛАВА 2. ТРУДОВЫЕ РЕСУРСЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА 2.1. РАБОЧИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Большое разнообразие методов производства работ в строительстве требует для их выполнения привлечения рабочих различных профессий. Профессия – это род трудовой деятельности рабочих, которая определяется видом и характером выполняемых ими работ и требует специальной подготовки (монтажник, кровельщик, каменщик, маляр). Рабочий каждой профессии по данному виду работ может иметь определенную специальность. Специальность – это более узкий вид деятельности в рамках профессии (монтажник стальных и железобетонных конструкций, кровельщик по рулонным кровлям, маляр строительный). Для выполнения строительных работ и процессов нужны рабочие с различным уровнем подготовки, т. е. разной квалификации. Квалификация – наличие знаний и навыков для выполнения работы определенной сложности. Уровень квалификации рабочего отражает разряд. Разряд присваивает рабочему квалификационная комиссия, руководствуясь Единым тарифно-квалификационным справочником работ и профессий рабочих, занятых в строительстве и на ремонтно-строительных работах (ЕТКС). В ЕТКС приведены квалификации рабочих в зависимости от разряда и указано распределение трудовых функций между рабочими при совместной работе. ЕТКС обязателен для применения в организациях независимо от формы собственности. 23 Глава 2. Трудовые ресурсы и организация труда 2.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА РАБОЧИХ Бригады и звенья. В целях улучшения организации труда из рабочих формируют звенья, из звеньев – бригады. В каждом звене рабочие различаются уровнем квалификации. В состав звеньев входят рабочие в количестве 2–6 человек, в состав специализированных бригад – 15–25, комплексные бригады состоят из 30–60 человек. Специализированные бригады формируют из звеньев рабочих одной профессии, выполняющих работы одного вида (малярные, штукатурные, облицовочные). Комплексные бригады состоят из рабочих разных профессий, занятых выполнением одновременно протекающих строительных процессов и имеющих общие обязанности по получению конечной продукции (бригада отделочников – штукатуры, маляры, облицовщики; бригада бетонщиков – плотники, опалубщики, арматурщики, бетонщики). Такая организация труда позволяет правильно распределить работу между членами бригады, осуществлять совмещение профессий, исключает вероятность простоев. При этом важно только использовать квалификацию рабочих по назначению. Элементы организации строительных работ. Большое значение имеет правильная организация труда рабочих. С этой целью все пространство, где выполняют работы, целесообразно разделить на отдельные участки, расставить на них бригады и звенья и увязать совместную их работу по времени и в правильной технологической последовательности. Такими участками являются фронт работ, захватки, делянки, ярусы. Фронт работ – часть строящегося объекта, предназначенная для размещения определенного числа рабочих с необходимыми для выполнения работ средствами труда (материалами, механизмами, приспособлениями). В горизонтальной плоскости фронт работ делят на захватки и делянки, по вертикали – на ярусы. Захватка – участок здания, сооружения, предназначенный для поточного выполнения строительно-монтажных работ с повторяющимися на данном и последующих за ним участках составом и объемом работ. В качестве захваток при строительстве жилых многосекционных зданий принимают одну, две или три одинаковые сек24 2.2. Организация труда рабочих ции, для промышленных зданий это могут быть участок между температурными швами, пролет здания. Минимальные размеры захваток определяются сменной производительностью бригады, а их число – объемно-планировочными решениями здания. Делянка – участок (часть захватки), выделяемый звену рабочих либо одному рабочему для выполнения сменного или полусменного задания без перехода на другую делянку. На делянке могут быть расположены одно или несколько рабочих мест, необходимые механизмы, материалы, оборудование. При правильном определении длины делянки не будет непроизводительных затрат времени на переход с одной делянки на другую, где, возможно, потребуются другие средства труда (леса, подмости, материалы и инструменты). Ярус – часть объекта, образуемая при условном расчленении его по вертикали. Число ярусов может быть обусловлено архитектурно-конструктивными решениями здания, зависит от параметров применяемых строительных машин и др. Для крупнопанельных зданий ярусом обычно является этаж, для кирпичных – 13–15 рядов кладки. Одноэтажные каркасные здания возводят в пределах одного яруса, многоэтажные – делят на ярусы. Рабочее место – это участок фронта работ, где перемещаются участвующие в строительном процессе рабочие, расположены необходимые материалы и технические средства. Рабочее место должно быть удобным для трудового процесса и обеспечивать высокую производительность и безопасность труда. Методы организации строительных работ. Строительство каждого здания можно организовать последовательным, параллельным и поточным методами. При последовательном методе строительные работы выполняют поочередно, т. е. только после окончательного завершения предыдущей работы выполняют последующую. При этом работы занимают более длительное время, но затраты всех ресурсов будут минимальными. Такой метод можно использовать только тогда, когда сроки строительства не имеют большого значения. При параллельном методе одновременно выполняют все виды работы в максимально сжатые сроки. В данном случае из-за большой концентрации на объекте рабочих, техники, материалов потребуется более правильно их организовать с точки зрения обе25 Глава 2. Трудовые ресурсы и организация труда спечения качества и безопасности. Выбор параллельного метода оправдывает себя при экстренном выполнении работ, например при необходимости сдачи объекта в сжатые сроки и т. п. Наиболее рациональным является выполнение работ поточным методом, когда работы частично совмещены по времени. При этом не будет такой большой концентрации материальнотехнических и трудовых ресурсов, так как бригады на захватках сменяют друг друга, переходя с одной захватки на другую. При поточном методе создаются наиболее благоприятные условия для выполнения работ прогрессивными методами с высоким качеством и оптимальными сроками строительства. 2.3. ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ Важнейшим показателем эффективности трудовой деятельности рабочих является производительность труда, которая определяется выработкой и трудоемкостью. Выработка – количество строительной продукции, произведенной за единицу времени (час, смену). Выработка определяется физическими единицами измерения – м2, м3, т, шт. Трудоемкость (затраты труда рабочих) – затраты рабочего времени, необходимые для выполнения определенного объема работ надлежащего качества. Трудоемкость рассчитывают путем калькуляции затрат труда и измеряют в человеко-часах (чел.-ч), человеко-днях (чел.-дн.). Определяют по формуле Qн = НврV, (2.1) где Qн – нормативная трудоемкость работ; Нвр – норма времени; V – объем работ. Строительный процесс, в котором участвуют рабочие и машины, характеризуется также и затратами машинного времени. Затраты машинного времени, необходимые для выполнения определенного объема работ, измеряют в машино-часах (маш.-ч), машино-сменах (маш.-см.): Qмаш = НмашV, (2.2) где Qмаш – затраты машинного времени; Нмаш – норма машинного времени. 26 2.3. Техническое нормирование Трудоемкость – один из основных показателей оценки производительности труда. Чем меньше затраты труда на единицу продукции, тем выше производительность труда. Трудоемкость регламентируется техническим нормированием. Техническое нормирование – исследования в целях разработки технически обоснованных норм затрат труда рабочих, машинного времени и производственных ресурсов (материалов, энергоносителей и т. п.) на единицу строительной продукции. Техническое нормирование расхода материалов – исследование в целях определения норм расхода материалов. Его осуществляют опытно-производственным, лабораторным или расчетным методом. Нормы расхода материалов используют для планирования материально-технического снабжения, списания материалов и др. Техническое нормирование труда – исследование затрат времени в целях совершенствования труда. Такие нормы устанавливаются путем детального изучения строительных процессов и являются основой для оплаты труда рабочих. В связи с техническим совершенствованием строительного производства нормы пересматривают, так как они устаревают и утрачивают свой прогрессивный характер. Норма выработки – количество доброкачественной продукции, которое должен произвести рабочий соответствующей профессии и квалификации в единицу времени в условиях правильной организации труда. Измеряется в физических единицах (м2, м3, т, шт. и т. д.). Норма времени – количество рабочего времени, необходимое для производства единицы доброкачественной продукции рабочим соответствующей профессии и квалификации, работающим в условиях правильной организации труда и производства. Измеряется в человеко-часах (чел.-ч), человеко-днях (чел.-дн.). Если норма времени установлена на звено, то фактическое время работы определяют делением нормы времени на численный состав звена. Норма машинного времени – количество рабочего времени машины, необходимое для производства единицы доброкачественной машинной продукции при рациональной организации работы, позволяющей максимально использовать эксплуатационную производительность машины. Норма машинного времени выражается в машино-часах (маш.-ч), машино-сменах (маш.-см.). 27 Глава 2. Трудовые ресурсы и организация труда Нормы бывают элементарные, укрупненные и комплексные. Элементарная норма устанавливает норму времени на одну производственную операцию, например на сушку поверхности под устройство кровельного ковра, огрунтовку поверхности и т. д. Элементарные показатели нормы времени и нормы выработки представлены в следующих сборниках: • Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы (ЕНиР); • Нормы затрат труда на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы (НЗТ). Сборники ЕНиР и НЗТ носят рекомендательный характер и предназначены для нормирования затрат в строительстве и оценки его эффективности, а также для разработки укрупненных и комплексных норм, технологических карт (составления калькуляции затрат труда) с учетом современного уровня техники, технологии, организации производства и труда. Укрупненная норма включает группу операций, составляющих единый производственный процесс, например устройство двухслойного рулонного кровельного ковра. При этом в одном процессе она может включать несколько операций: сушку поверхности, огрунтовку, наклейку кровельного ковра и др. Для разных процессов степень укрупнения может быть различной. Укрупненные нормы приведены в Нормативах расхода ресурсов в натуральном выражении на строительные конструкции и работы (НРР). Технологические карты проектируют в основном по элементарным нормам (НЗТ, ЕНиР); календарные графики – по укрупненным (НРР). Комплексная норма охватывает комплекс производственных процессов. Например, устройство кровли будет включать не только время на подготовку поверхности, устройство рулонного ковра, но и устройство примыканий к парапету, водоприемным воронкам и др. 28 ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ 3.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ, ВИДЫ, СОСТАВ Цель технологического проектирования – разработка оптимальных технологических решений и организационных условий для выполнения строительных процессов надлежащего качества, обеспечивающих выпуск строительной продукции в намеченные сроки и при минимальных затратах. Технологическая карта (ТК) – текстовый и графический документ, который определяет технологический процесс выполнения отдельного вида строительно-монтажных работ, включая специальные и реставрационные, а также необходимую потребность в трудовых и материально-технических ресурсах. Технологические карты – самостоятельный раздел и неотъемлемая часть ППР. Наряду с другими разделами ППР они являются основными организационно-технологическими документами в строительстве. Решения, принятые в ТК, должны соответствовать последним достижениям науки и техники, способствовать повышению производительности труда рабочих, качеству строительно-монтажных работ, снижению трудоемкости, стоимости и сроков строительства, а также требованиям охраны труда и окружающей среды при производстве работ. На объекте должны быть ТК на все выполняемые виды работ, без них запрещено осуществлять строительство зданий и сооружений. Виды технологических карт. ТК разрабатывают на возведение конструктивных элементов здания (монтаж плит перекрытия, колонн, ферм); выполнение отдельных видов работ (земляных, бетонных, штукатурных); комплекс работ (нулевой цикл, монтаж каркаса здания); возведение здания. 29 Глава 3. Технологическое проектирование строительных процессов Различают ТК типовые и рабочие. Типовые ТК применяют при строительстве зданий и сооружений по типовым и многократно повторяющимся проектам, монтаже типовых строительных конструкций. При разработке рабочих ТК осуществляют привязку типовых ТК к строящемуся объекту. Состав и содержание технологических карт. ТК разрабатывают по единой форме. Условия, содержание и принципы проектирования ТК отражаются в ТКП 45-1.01-159 «Строительство. Технологическая документация при производстве строительномонтажных работ. Состав, порядок разработки, согласования и утверждения технологических карт». Согласно данному документу, ТК должна содержать следующие разделы. 1. Область применения. 2. Нормативные ссылки. 3. Характеристики основных применяемых материалов и изделий. 4. Организация и технология производства работ. 5. Потребность в материально-технических ресурсах. 6. Контроль качества и приемка работ. 7. Охрана труда и окружающей среды. 8. Калькуляция и нормирование затрат труда. Раздел «Область применения» должен содержать наименование ТК, перечень работ (процессов), охватываемых картой; описание объекта, для которого предназначена ТК, с указанием необходимых для проектирования размеров, отметок и т. п.; характеристику условий производства работ (температурные, влажностные, в летнее или в зимнее время); режим труда (сменность); рекомендации по применению ТК и др. Раздел «Нормативные ссылки» включает перечень ТНПА, в соответствии с которыми выполнялась разработка ТК. Раздел «Характеристики основных применяемых материалов и изделий» должен содержать наименование и характеристики применяемых материалов, изделий, наименование и обозначение ТНПА, по которым их производят, требования к их транспортированию, складированию и хранению. В данном разделе должны быть также указаны: • материалы и изделия, которые подлежат обязательной сертификации и должны иметь сертификат соответствия; • импортируемые строительные материалы и изделия, на которые отсутствуют действующие в Республике Беларусь ТНПА и 30 3.1. Технологические карты, их назначение, виды, состав которые должны иметь технические свидетельства Минстройархитектуры; • материалы и изделия, которые подлежат гигиенической регламентации и должны иметь удостоверение о гигиенической регистрации. Раздел «Организация и технология производства работ» включает: • требования к качеству и законченности ранее выполненных (предшествующих) работ; • требования к качеству и законченности подготовительных работ и порядок их проведения; • схемы организации рабочих мест; • описание технологической последовательности работ; • указания по запасу материалов и изделий в рабочей зоне; • наименование технологических операций, их описание и последовательность выполнения с указанием применяемых средств технологической оснастки, инструмента, машин, механизмов, оборудования и исполнителей (операционная карта, табл. 3.1); • указания по производству работ и их особенности в зимний период. Таблица 3.1 Операционная карта на (наименование работ) Операция Средства технологического обеспечения (технологическая оснастка, инструмент, инвентарь, приспособления), машины, механизмы, оборудование Исполнитель Описание операции Раздел «Потребность в материально-технических ресурсах» должен содержать: • ведомость потребности в материалах, изделиях, используемых при производстве работ (табл. 3.2); • перечень средств технологического обеспечения, машин, механизмов и оборудования (табл. 3.3). 31 Глава 3. Технологическое проектирование строительных процессов Таблица 3.2 Ведомость потребности в материалах и изделиях № п/п Материал, изделие Наименование и обозначение ТНПА Единица измерения Количество Таблица 3.3 Перечень машин, механизмов, оборудования, технологической оснастки, инструмента, инвентаря и приспособлений № п/п Наименование Тип, марка, завод-изготовитель Назначение Основные технические характеристики Количество на звено (бригаду), шт. 32 Диапазон измерений, погреш ность, класс точности Средства измерений, испытаний Тип, марка, обозначение ТНПА Метод контроля, обозначение ТНПА Исполнитель контроля или проведения испытаний Периодич ность контроля Предельное отклонение Номинальное значение Объект контроля (технологический процесс) Наименование Контролируемый параметр Место контроля (отбора проб) Количество и типы машин, механизмов и оборудования определяют по принятой схеме организации работ в соответствии с объемами работ, сроками их выполнения и количеством смен. Раздел «Контроль качества и приемка работ» включает карту контроля технологических процессов, в которой отражены методы и средства контроля, допуски и отклонения по производству работ (табл. 3.4). Таблица 3.4 Карта контроля технологических процессов Оформление результатов контроля 3.1. Технологические карты, их назначение, виды, состав Количество Состав звена (бригады) Разряд Норма времени на единицу, чел.-ч (маш.-ч) Профессия Объем Единица измерения Наименование работ № п/п Обоснование Раздел должен содержать следующие подразделы: • входной контроль поступающей продукции; • операционный контроль; • приемочный контроль выполненных работ. Раздел «Охрана труда и окружающей среды» должен содержать описание безопасных методов выполнения работ, в том числе: • схемы безопасной организации рабочих мест с указанием ограждений опасных зон, способов освещения рабочих мест и др.; • правила безопасной эксплуатации машин, механизмов и оборудования; • применяемые средства индивидуальной защиты и указания по их использованию; • правила безопасного выполнения огневых работ; • экологические требования (условия сбора и удаления отходов, ограничение уровня шума, концентрации вредных веществ, пыли в воздухе рабочей зоны и др.). Раздел «Калькуляция и нормирование затрат труда» выполняют по форме в соответствии с таблицей 3.5. Наименование работ приводят в технологической последовательности. В калькуляцию включают также подготовительные и вспомогательные процессы (разгрузка и складирование материалов, подача их к месту укладки или монтажа и др.). Таблица 3.5 Калькуляция и нормирование затрат труда Затраты труда на объем, чел.-ч (маш.-ч) Работы нормируют в соответствии с действующими нормативами по НЗТ, ЕНиР, НРР, в зависимости от степени укрупнения разрабатываемого процесса (работы). 33 Глава 3. Технологическое проектирование строительных процессов 3.2. РАЗРАБОТКА И УТВЕРЖДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ Руководством для разработки содержания ТК является ТКП 45-1.01-159. Исходные данные для разработки ТК устанавливают по архитектурно-строительным чертежам и сметам, в которых имеются сведения о номенклатуре и объемах проектируемых строительных процессов, конструкциях и материалах. Типовые технологические карты (ТТК) в Республике Беларусь разрабатывают РУП «Стройтехнорм», ОАО «Стройкомплекс» и др. Привязку ТК к объекту (разработку рабочих ТК) без корректировки разделов «Потребность в материально-технических ресурсах», «Контроль качества и приемка работ», «Калькуляция и нормирование затрат труда» могут выполнять организации, осуществляющие строительно-монтажные работы и специальные виды работ на данном объекте. Привязку ТК к объекту с корректировкой технологического процесса и других показателей выполняет организация-разработчик. Привязка ТК заключается: • в уточнении объемов, методов производства работ, средств механизации, потребности в трудовых и материально-технических ресурсах, мероприятий по технике безопасности, предусмотренных ТТК; • проверке действия ссылочных ТНПА. Утверждает ТТК организация-разработчик с последующей регистрацией их в едином Реестре действующих типовых технологических карт. ТК, привязанную к объекту, утверждает руководитель организации, осуществившей привязку. После согласования ТК вводятся в действие организациейразработчиком. Срок действия ТК – 5 лет. По истечении данного срока организация-разработчик принимает решение о его продлении или изъятии из реестра. При продлении срока действия ТК организация-разработчик производит ее корректировку (вносит изменения и дополнения при их наличии). 34 ГЛАВА 4. ТРАНСПОРТНЫЕ И ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ РАБОТЫ 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Транспортные работы в строительстве выполняют в целях доставки необходимых материалов, конструкций, оборудования на строительные объекты. Процесс транспортирования строительных грузов предусматривает загрузку транспортных средств на заводе-изготовителе или на складе, транспортирование грузов на объект и разгрузку. Затраты на перевозки составляют около 25 % общей стоимости строительно-монтажных работ, а их трудоемкость – около 40 % всех затрат на строительство. Процесс транспортирования строительных грузов оказывает непосредственное влияние на сроки выполнения работ и качество строительной продукции. 4.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ГРУЗОВ Доставляемые на объект элементы называют строительными грузами. Их классифицируют по физическим и геометрическим характеристикам: • сыпучие – песок, щебень, гравий, грунты; • порошкообразные – цемент, известь, гипс, сухие смеси; • тестообразные – известковое тесто, растворная и бетонная смесь; • жидкие – бензин, керосин, смазочные материалы; • мелкоштучные – кирпич, мелкие блоки; • штучные – оконные и дверные блоки, железобетонные панели и плиты; • длинномерные – колонны, фермы, трубы, лесоматериал; 35 Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы • крупнообъемные – сантехкабины, блок-комнаты, блоки лифтовых шахт; • тяжеловесные – технологическое оборудование, строительные машины, бытовки. Длинномерные, крупнообъемные и тяжеловесные грузы относят к негабаритным грузам. 4.3. ВИДЫ ТРАНСПОРТА, ПРИМЕНЯЕМОГО В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Транспорт является технологическим звеном, связывающим объекты с заводами, складами и другими источниками материальных ресурсов. Целесообразность применения того или иного вида транспорта в строительстве обусловливается экономическими расчетами с учетом следующих условий: расстояния от объекта до завода-изготовителя (склада); наличия сети автодорог; сезонности работ и др. В любом случае способ доставки должен обеспечивать сохранность материалов и конструкций и безопасность их доставки. Строительные грузы перемещают горизонтальным и вертикальным видами транспорта. По отношению к объекту горизонтальный транспорт можно разделить на внешний и внутрипостроечный. Внешний транспорт предназначен для доставки грузов на строительную площадку с заводов-поставщиков, центральных складов, карьеров; внутрипостроечный – для перемещения грузов на территории строительной площадки. К вертикальному транспорту относятся, например, краны, подъемники. В зависимости от условий перевозки и конструктивных особенностей транспортных средств различают следующие виды транспорта: автомобильный, железнодорожный, тракторный, водный, воздушный, специальный. Автомобильным транспортом осуществляют 85 % всех перевозок. Основные достоинства автомобильного транспорта – высокие маневренные качества и небольшие расходы на погрузку и разгрузку материалов. Более выгодным автомобиль36 4.3. Виды транспорта, применяемого в строительстве ный транспорт является при перевозке грузов на расстояние до 25 км. Железнодорожный транспорт применяют для внешних перевозок на более длинные расстояния. В качестве тяговых средств железнодорожного транспорта применяют электровозы, тепловозы, мотовозы. В качестве подвижного состава используют открытые платформы (для длинномерных грузов), вагоны-самосвалы (думпкары) с боковым опрокидыванием (для грунта и заполнителей), полувагоны с люками в днище (для штучных и сыпучих грузов), крытые вагоны-хопперы с бункерообразными кузовами (для сыпучих материалов), цистерны (для перевозки цемента и других подобных грузов). Более выгоден железнодорожный транспорт при перевозке грузов на расстояния до 200 км. Тракторный вид транспорта служит для перемещения тяжелых грузов, особенно в условиях бездорожья или сложного рельефа местности, а также там, где невозможно использовать автомобильный транспорт. Это могут быть пневмоколесные, гусеничные тракторы и др. Чаще всего его используют как внутрипостроечный транспорт. Водный транспорт применяют при строительстве объектов, возводимых непосредственно на водоемах или вблизи водоемов. Чаще всего его используют при перевозке песка, камня, гравия, щебня, леса. Выгружают грузы из судов с помощью портальных, башенных или плавучих кранов. Недостатком водного транспорта является сезонность его использования. Воздушный транспорт редко используют, однако он незаменим в труднодоступных местах, при отсутствии подъездных путей или когда доставка грузов невозможна по другим причинам (в горных массивах и т. п.). Он также может использоваться для доставки крупнообъемных грузов. В качестве воздушного транспорта применяют большегрузные вертолеты, самолеты, транспортные дирижабли. Специальный транспорт служит для внутрипостроечных и объектных перемещений (ленточные конвейеры, канатные дороги, трубопроводы и др.). 37 Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы 4.4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ АВТОТРАНСПОРТА Виды автомобильного транспорта. В качестве средств автотранспорта используют автомобили различной грузоподъемности. По назначению автомобильный транспорт классифицируют на две группы: автомобили общего назначения и специализированные. Автомобили общего назначения используют для перевозки самых разных грузов по габаритам, массе, свойствам. Наиболее распространенными являются бортовые автомобили и автомобили-самосвалы. Кроме одиночных автомобилей, используют автопоезда, состоящие из тягача и прицепных звеньев – прицепов, полуприцепов) (рис. 1, вклейка). Специализированные автомобили предназначены для перевозки определенной категории грузов. Это автобетоносмесители, плитовозы, панелевозы, фермовозы, колонновозы и др. (рис. 4.1). При их использовании обеспечиваются следующие условия: • полная сохранность материалов и конструкций; • снижение затрат труда и времени на выполнение погрузочно-разгрузочных работ; • безопасность перевозок. В современных условиях строительства недопустимо транспортирование некоторых материалов и изделий без специализированных автомашин. Организация перевозок. При организации перевозок определяют вид и количество транспортных средств, маршруты их движения. При этом используют понятия «грузооборот» и «грузопоток». Грузооборот строительной организации – это суммарная масса всех грузов, прибывающих и отправляемых этой организацией в единицу времени во всех направлениях. Грузооборот измеряют в тоннах за год, месяц, день и т. д. Грузопоток определяется количеством грузов, подлежащих перевозке в единицу времени в определенном направлении. Схемы грузопотоков составляют исходя из календарного плана снабжения объектов материалами. Их разрабатывают по каждому материалу отдельно с учетом количества материала, направления перевозок и расстояния. Вид транспортных средств выбирают исходя из величины и направления каждого грузопотока, дальности перевозки, местных условий. Количество автомобилей определяют расчетным путем. 38 4.4. Организация работы автотранспорта 4 5 25 0 0–2 80 0 6500 2 1 3 260–500 6500 5 1 5 2 2700–3000 а 400 б 3 3180 5860 1200 6 в 3 800 ∼5100 4000 3180 2690 7 8 3 1000 ∼6800 4520 12 11 I–I 13 14 2355–2670 10 4840 1120–1280 9 3200 I ∼1600 е ∼2600 4780 1 д 2400 8 Не более 4000 г 7 1000 2990 1500 Не более 4000 6 1 I Рис. 4.1. Схемы перевозки конструкций специализированным автотранспортом: а – перевозка панелей-перегородок на панелевозах; б – то же, стеновых панелей на универсальном полуприцепе-панелевозе; в – то же, плит перекрытия; г – то же, сантехнических кабин на блоковозе; д – то же, блоков-комнат; е – то же, плит на автомобиле с прицепом-роспуском; 1 – автотягач; 2 – полуприцеп; 3 – вкладыши; 4 – ограждающая труба; 5 – фиксирующий штырь; 6 – деревянные вкладыши; 7 – трубчатые ограждения; 8 – рама полуприцепа; 9 – предохранительное устройство; 10 – опорно-поворотное устройство; 11 – прицеп-роспуск; 12 – упоры; 13 – подкладка; 14 – плиты 39 Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы При выборе транспортных средств для перевозки строительных конструкций предпочтение следует отдавать автопоездам. При этом применяют две основные схемы автотранспортных перевозок: маятниковую и челночную. При маятниковой схеме используют автомобили или автопоезда с неотцепными звеньями. При этом тягачи неизбежно простаивают у мест загрузки и разгрузки. Такая схема себя оправдывает при наличии приобъектных складов. При челночной схеме один седельный тягач работает последовательно с двумя и более полуприцепами, число которых зависит от расстояния транспортирования грузов. Чаще всего челночную схему применяют при использовании трех полуприцепов, когда один из них находится под погрузкой, второй – под разгрузкой, третий – в пути. Такой способ считается более прогрессивным по сравнению с предыдущим, так как затраты времени на перевозки при этом будут значительно меньше. Транспортирование негабаритных грузов. Габариты транспортируемых конструкций вместе с транспортным средством не должны превышать по высоте 4 м, ширине 2,63 м, длине 20 м. Негабаритным считается груз, который имеет габариты, превышающие общепринятые размеры, и не помещается в стандартные размеры транспортного средства для его перевозки. Негабаритные грузы бывают: • тяжеловесные – вместе с массой автомобиля масса такого груза превышает допустимо разрешенную; • крупногабаритные – размеры груза превышают допустимые вместе с размерами транспортного средства. Для доставки негабарита используют автомобили с низкорамной открытой платформой (тралы). Доставка таких грузов требует специального разрешения и соответствующих согласований по выбранному маршруту. Маршрут при доставке негабаритных грузов разрабатывают с учетом состояния дорожного полотна, а также наличия на пути следования различных препятствий, мостов, ограждений и т. п. Если длина негабарита превышает 20 м, нужна специальная машина сопровождения. Если превышены одновременно все три габарита, то груз доставляют в сопровождении автомобиля ГАИ. 40 4.5. Погрузочно-разгрузочные работы 3500 50 00 12 00 0 Автомобильные дороги. Автомобильным транспортом перемещение грузов осуществляют по дорогам общего пользования и строительным автодорогам. Автодороги включают подъездные пути и внутрипостроечные дороги. Внутрипостроечные дороги Выезд Въезд могут быть кольцевыми, сквозны1 ми, тупиковыми (рис. 4.2). Мини2 А мальная ширина проезжей части 3 должна обеспечивать безопасное 5 4 движение транспорта. Исходя из 4 нормативного значения габаритов автомобиля, ширина дорож2 А ного покрытия должна быть не менее: • при однополосном движении – 3,5 м; Рис. 4.2. План внутрипостроечных • при двухполосном движедорог на строительной площадке: 1 – кольцевая дорога; нии – 6,0 м; • при перевозке длинно- 2 – тупиковая дорога; 3 – разъезд; 4 – разворот; 5 – уширенный мерных грузов (ферм, колонн поворот кольцевой дороги и т. п.) – 5,5 м; • при использовании тяжелых машин (25–30 т) – 8 м. Минимальный радиус закругления внутрипостроечных автодорог должен составлять не менее 12 м; при перевозке длинномерных грузов – 15 м; в стесненных условиях при использовании автомашин грузоподъемностью до 5 т без прицепов – 9 м. Покрытие временных автодорог может быть гравийно-песчаным, асфальтовым, из железобетонных плит (более экономичное из-за оборачиваемости плит). В зоне действия крана дорогу необходимо расширять для осуществления погрузочно-разгрузочных работ. 4.5. ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ РАБОТЫ Пакетирование и контейнеризация. Для перевозки мелкоштучных грузов наиболее целесообразно использовать пакеты и контейнеры. При этом создаются благоприятные условия для механизации, сокращаются простои транспортных средств, обеспе41 Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы чивается лучшая сохранность материалов при их складировании и транспортировании. Пакет – это партия мелких элементов, скрепленных в укрупненный груз (рис. 4.3). Поддон а б в г д Поддон Рис. 4.3. Примеры пакетирования: а – керамического камня; б – кирпича с перекрестной перевязкой; в – кирпича с укладкой «в елку»; г – рулонных материалов; д – цилиндрических грузов Пакет можно формировать на поддоне или без него, скреплять проволокой, хомутами и другими способами. Пакетный способ применяют для транспортирования на строительную площадку кирпича, мелких блоков, арматуры, пиломатериалов и т. п. Контейнер – инвентарное объемное устройство или емкость в виде закрытой тары, оборудованное специальными поддонами, петлями и другими элементами. Контейнеры бывают универсальные и специальные. Универсальные контейнеры используют для перевозки различных видов грузов. Они представляют собой закрытую емкость или съемный крытый кузов подвижного состава (рис. 4.4, а). а б г д в е Рис. 4.4. Контейнеры: а – универсальные; б – специальный для перевозки рулонных материалов; в – для облицовочной плитки; г – линолеума; д – битумной мастики; е – элементов мусоропровода 42 4.5. Погрузочно-разгрузочные работы Специальные контейнеры предназначены для перевозки одного или нескольких однородных по свойствам материалов (рулонных, облицовочной плитки, битумной мастики и др.) (рис. 4.4, б–е). К ним также можно отнести и некоторые специализированные виды транспортных средств: цементовозы, автогудронаторы и т. п. Организация приобъектных складов. Для своевременного обеспечения строительного объекта необходимыми материалами требуется правильная организация складского хозяйства на строительной площадке. Наряду с тем, что существуют центральные, перевалочные и участковые склады, практически всегда строительные материалы и изделия складируют на строительной площадке на приобъектных складах. Условия хранения материалов и изделий должны обеспечивать сохранность их свойств. В связи с этим приобъектные склады бывают открытые, полузакрытые, закрытые и специальные. На открытых складах располагают материалы и конструкции, которые не меняют свои свойства от воздействия осадков и температур (железобетонные конструкции, кирпич и др.). На полузакрытых складах находятся материалы, которые меняют свои свойства от воздействия осадков, но не меняют их от изменения влажности и температур (рулонные кровельные материалы, металлоконструкции и т. п.). На закрытых складах хранят материалы, которые меняют свои свойства как от воздействия осадков, так и от температур, а также дорогостоящие материалы, отделочные, мелкие детали и др. Специальные склады необходимы для хранения горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, газов (газовые баллоны), горюче-смазочных материалов (ГСМ), взрывчатых веществ, химических составов. На строительной площадке открытые и полузакрытые склады размещают в рабочей зоне крана, закрытые и специальные – за пределами опасной зоны работы крана. Все материалы и изделия складируют по определенным схемам (высота и размер штабеля), которые должны быть представлены в ППР (рис. 4.5). 43 Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы 50 а 240 L Не более 2,5 м Не более 2м 80 × 80 50 0,25L б Не более 2,6 м Не более 2,5 м 350 150 × 100 г 200 × 300 (с вырезами) Не более 5 рядов 150 × 100 350 0,25L 80 × 80 80 × 80 в 0,5L д е 200 × 300 (с вырезами) Не более 2 ярусов 80 × 80 ж и 150 × 150 Не более 2м 80 × 80 з 150 × 150 к Рис. 4.5. Схемы складирования железобетонных конструкций: а – плиты фундаментов; б – сваи; в – плиты перекрытия; г – фундаментные блоки под колонны; д – подкрановые балки; е – опоры; ж – фун даментные стеновые блоки; з – колонны; и – стеновые панели; к – кольца колодцев Между штабелями на складах должны быть предусмотрены проходы шириной не менее 1 м и проезды, ширина которых зависит от габаритов транспортных средств и погрузочно-разгрузочных механизмов, обслуживающих склад. 44 4.5. Погрузочно-разгрузочные работы Материалы и конструкции необходимо размещать на выровненных площадках, принимая меры против самопроизвольного смещения, просадки, осыпания и раскатывания материалов. Площадки планируют с уклоном не более 5 %, обеспечивая сток поверхностных вод. Кроме того, рекомендуется выполнить небольшую подсыпку из щебня или песка (5–10 см) и уплотнение. При необходимости производят поверхностное бетонирование. Запас хранения на складах для местных материалов (железобетонные изделия, кирпич и др.) должен составлять 2–5 дней; для привозных (отделочные материалы, кровельные и др.) – 10–15 дней. Механизация погрузочно-разгрузочных работ. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ применяют общестроительные и специальные машины и механизмы. По принципу работы их можно разделить на две группы: • работающие независимо от транспортных средств; • являющиеся частью транспортных средств. К первой группе относят краны, погрузчики цикличного и непрерывного действия, ленточные конвейеры; ко второй – транспортные средства с саморазгружающимися платформами (автомобили-самосвалы, цементовозы и т. п.). Для разгрузки и погрузки штучных грузов транспортные средства с саморазгружающимися платформами могут быть оборудованы кранами-манипуляторами. Более широкое распространение в строительстве (около 15 % всех погрузочно-разгрузочных работ) получили погрузчики. Это объясняется их высокой мобильностью и универсальностью. Наиболее широко применяют универсальные одно- и многоковшовые погрузчики, автопогрузчики. Универсальные одноковшовые погрузчики могут быть оборудованы ковшом, вилочным подхватом, бульдозерным отвалом, рыхлителем. Их используют для выгрузки и перемещения материалов на небольшие расстояния, подачи их к подъемно-транспортным машинам, загрузки емкостей растворных и бетонных узлов. Одноковшовые погрузчики выпускают с передней разгрузкой ковша (рис. 2, вклейка), разгрузкой на сторону и разгрузкой назад. 45 Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы Многоковшовые погрузчики – это машины непрерывного действия, на которых укреплены зачерпывающий орган (загребающие лапы, подгребающие винты и др.), элеватор или конвейер. Они предназначены для погрузки в транспортные средства сыпучих и мелкокусковых материалов: щебня, гравия, песка и т. п. Автопогрузчики могут быть оборудованы телескопическим подъемником с вилочным подхватом, ковшом, зажимами для штучных грузов, крановой стрелой и др. (рис. 4.6). а г в б д е Рис. 4.6. Сменное рабочее оборудование автопогрузчика: а – вилочный подхват для штучных грузов; б – консольная стрела; в – крановая стрела; г – ковш; д – штырь; е – захват для бревен Саморазгружающимися транспортными средствами являются автомобили-самосвалы, цементовозы, автомобили, оборудованные крановой стрелой (краном-манипулятором) (рис. 3, вклейка). 46 4.6. Требования безопасности при выполнении транспортных работ 4.6. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ТРАНСПОРТНЫХ И ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ Для обеспечения безопасности при перевозке грузов необходимо строго соблюдать требования по закреплению и расположению грузов на транспортном средстве; требуемые габариты автотранспорта; правила движения транспортных средств с грузом. Тара с грузом должна быть осмотрена, на ней указывают собственную массу и массу с грузом. Материалы следует равномерно размещать по всей площади кузова, а штучные грузы укладывать так, чтобы исключить возможность их смещения при транспортировании. Зазор между перевозимыми конструкциями и бортами автомобиля должен быть не менее 5–8 см. Груз, выступающий за габариты автомобиля спереди или сзади более чем на 1 м или сбоку более чем на 0,4 м от внешнего края габаритного огня, должен быть обозначен опознавательным знаком «Крупногабаритный груз» (рис. 4, вклейка). В темное время суток и в условиях недостаточной видимости спереди груз должен быть обозначен фонарем белого цвета, сзади – красного. Скорость движения автомобилей на строительной площадке не должна превышать 5 км/ч, на поворотах – 3 км/ч. Скорость автопоезда не должна превышать установленную правилами дорожного движения. Для обеспечения безопасности погрузочно-разгрузочных работ необходимо соблюдать следующие требования: • на месте производства работ не допускается нахождение посторонних лиц; • не разрешается опускать груз на автомашину, а также поднимать его при нахождении людей в кузове или в кабине; • перемещение грузов массой более 20 кг и на расстояние более 25 м должно производиться с помощью подъемно-транспортных уст ройств или средств механизации; • при подъеме и перемещении грузов вручную должны соблюдаться требования по охране труда о предельных нормах переноски тяжестей; • если автомобили устанавливают для погрузки или разгрузки вблизи здания, то между зданием и задним бортом автомобиля (или задней точкой свешиваемого груза) должен соблюдаться 47 Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы интервал не менее 0,8 м, а расстояние между автомобилем и штабелем груза должно быть не менее 1 м; • если погрузочно-разгрузочные работы выполняют самоходным краном на расстоянии менее 30 м от линии электропередачи, то обязательно требуется наряд-допуск, а работы выполняют под руководством лица, ответственного за безопасное производство работ кранами; • перед началом работ с опасными грузами необходимо проводить целевой инструктаж, работы при этом выполняют по наряду-допуску. Погрузочно-разгрузочные работы следует производить под руководством лица, ответственного за безопасное производство погрузочно-разгрузочных работ. Его назначают приказом руководителя организации. Ответственный за производство погрузочно-разгрузочных работ обязан проверить исправность грузоподъемных механизмов, такелажных приспособлений, подмостей, а также разъяснить работникам их обязанности, последовательность выполнения операций, значение подаваемых сигналов и свойства материалов, подаваемых к погрузке или разгрузке. Такелажные или стропальные работы должны выполняться лицами, прошедшими специальное обучение и имеющими удостоверение на право производства данных работ. В организации дол жны быть разработаны способы строповки и зацепки грузов, которые размещают в местах производства работ и выдают на руки стропальщикам и машинистам кранов для ознакомления. 48 ГЛАВА 5. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ 5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Земляные работы в строительстве. Земляные работы выполняют в целях переработки грунта при подготовке строительной площадки, разработке котлованов и траншей, устройстве автомобильных дорог и т. д. Земляные работы относят к работам нулевого цикла. Из всех общестроительных работ они наиболее трудоемкие, так как связаны с большими объемами разработки грунта, часто выполняются в сложных геологических условиях на строительной площадке и в значительной степени зависят от природно-климатических факторов. Поэтому очень важными являются сокращение объемов разрабатываемого грунта, его перевалок и перегрузок, совершенствование средств механизации. Наиболее распространенные процессы, входящие в состав земляных работ: • планировка площадей; • отрывка котлованов и траншей; • обратная засыпка; • уплотнение оснований и обратной засыпки; • перемещение и выгрузка грунта. Реже выполняют бурение, намыв грунта, разработку грунта взрывом. Виды земляных сооружений. Земляные сооружения (рис. 5.1) образуются в результате разработки и перемещения грунта. Их классифицируют следующим образом: • по отношению к поверхности грунта – выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки; • по функциональному назначению – котлованы, траншеи, ямы, подземные выработки, скважины, отвалы, кавальеры, насыпи, резервы. 49 Глава 5. Земляные работы 6 7 в II m 2 d 1: m h m 1: m 1: 1: III е m 1 д г 1: 4 5 m d 1: б h 1: I а 2 3 1 2 m 1 1 3 2 4 ж IV з и Рис. 5.1. Виды земляных сооружений: I – поперечный профиль выемок: а – траншея прямоугольного профиля; б – котлован (траншея) трапецеидальной формы; в – профиль постоянной выемки; II – сечения подземных выработок: г – круглой; д – прямоугольной; III – профили насыпи: е – временной; ж – постоянной; IV – обратная засыпка: з – пазух котлована; и – траншеи; 1 – бровка откоса; 2 – откос; 3 – берма; 4 – основание откоса; 5 – дно выемки; 6 – банкет; 7 – нагорная канава Котлованом называют выемку, длина которой примерно равна ширине и не превышает ее десятикратного значения. Котлованы разрабатывают для устройства фундаментов и других подземных сооружений. Траншея – выемка, имеющая ширину до 3 м, а длину, превышающую ее ширину не менее чем в 10 раз. Ямы – это выемки под отдельно стоящие фундаменты или столбы. Подземные выработки – выемки, закрытые с поверхности и устраиваемые для прокладки транспортных тоннелей, шахт и т. п. Отвалом называют место отсыпки лишнего грунта у места его разработки. Кавальер – насыпь, образуемая при отсыпке неиспользуемого грунта или же создаваемая для его временного хранения. Насыпь – сооружение из насыпного и уплотненного грунта. Резерв – выемка вне строительной площадки, из которой берут грунт для возведения насыпи. После устройства подземной части здания пазухи между боковой поверхностью подземных конструкций и откосом засыпают грунтом. Этот процесс называют обратной засыпкой грунта. 50 5.2. Виды грунтов и их строительные свойства Земляные сооружения разделяют по времени их использования на два вида: постоянные и временные. Постоянные земляные сооружения предназначены для долгосрочной эксплуатации (спланированные площадки для жилых кварталов, насыпи земляных плотин, железных дорог и др.); временные – ликвидируются после непродолжительного их использования (котлованы и траншеи под здания, кавальеры, отвалы грунта). 5.2. ВИДЫ ГРУНТОВ И ИХ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. По геологическим свойствам различают следующие виды грунтов: скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые. Скальные грунты залегают в виде сплошного или трещиноватого каменного массива (граниты, кварциты, песчаники и др.). Крупнообломочные – это несцементированные грунты, содержащие более 50 % обломков скальных пород с размером частиц более 2 мм (щебень, галька, гравий). Песчаные – это сыпучие грунты в сухом состоянии, содержащие менее 50 % частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством пластичности. Глинистые – это грунты связные, пластичные (глины, суглинки, супеси). Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость их разработки и стоимость работ. Для выбора наиболее эффективных способов производства работ учитывают следующие основные строительные свойства грунтов: плотность, влажность, связность, размокаемость, сцепление, разрыхляемость, угол естественного откоса, электро- и теплопроводность. Плотностью называют массу 1 м3 грунта в естественном состоянии. Для песчаных и глинистых грунтов плотность составляет 1,6–2,1 т/м3, для скальных неразрыхленных грунтов – до 3,3 т/м3. Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой и определяется отношением массы воды в грунте к массе 51 Глава 5. Земляные работы твердых частиц. Выражается влажность в процентах. При влажности более 30 % – грунты мокрые, до 5 % – сухие. Связность определяет способность грунтов оставаться в компактном виде и сохранять свою форму в сухом и во влажном состоянии. Все грунты делят на связные и несвязные (сыпучие). Связные грунты отличаются от несвязных способностью воспринимать хотя бы небольшие растягивающие напряжения и сохранять без обрушения вертикальные откосы. Размокаемость – способность грунтов под действием спокойной воды терять связность и превращаться в рыхлую массу с полной потерей несущей способности. О способности грунтов к размоканию необходимо знать при обеспечении устойчивости откосов котлованов и других земляных сооружений, заполненных водой. Сцепление характеризуется начальным сопротивлением грунта сдвигу. Сцепление для песчаных грунтов равно 3–50 кПа, для глинистых – 5–200 кПа. От плотности и сцепления между частицами грунта во многом зависит производительность землеройных машин. Грунты принято классифицировать в зависимости от трудоемкости их разработки на группы (классификация приведена в Нормативах расхода ресурсов (сб. 1)): • для одноковшовых экскаваторов и скреперов – на шесть групп; • многоковшовых экскаваторов – на две группы; • бульдозеров и грейдеров – на три группы; • ручной разработки – на семь групп. Первые группы грунтов – легкоразрабатываемые, последние – трудноразрабатываемые. Разрыхляемость – способность грунта увеличивать свой объем при разработке из-за потери связей между его частицами. При разрыхлении объем грунта увеличивается, а плотность уменьшается. Это состояние грунта характеризуется коэффициентом первоначального разрыхления kп.р = Vразр / Vест, (5.1) где Vразр – объем разрыхленного грунта; Vест – объем грунта в естественном состоянии. Для песчаных грунтов kп.р составляет 1,10–1,15, для глинистых – 1,28–1,32. 52 5.2. Виды грунтов и их строительные свойства Уложенный в насыпь или при обратной засыпке грунт уплотняется, однако при этом он уже не занимает тот объем, который занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление. Данное состояние грунта характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления (5.2) kо.р = Vупл / Vест, где Vупл – объем уплотненного грунта. Коэффициенты, характеризующие степень первоначального и остаточного разрыхления грунта, приведены в таблице 5.1. Таблица 5.1 Показатели разрыхления грунтов Виды грунтов Глина Гравийно-галечниковые Песок Скальные Суглинок: легкий и лессовидный тяжелый Супесь Первоначальное увеличение объема грунта после разработки, % 28–…32 16–20 10–15 45–50 kп.р Остаточное разрыхление грунта, % k о.р 1,28–1,32 1,16–1,20 1,10–1,15 1,45–1,50 6–9 5–8 2–5 20–30 1,06–1,09 1,05–1,08 1,02–1,05 1,20–1,30 18–24 24–30 12–17 1,18–1,24 1,24–1,30 1,12–1,17 3–6 5–8 3–5 1,03–1,06 1,05–1,08 1,03–1,05 Угол естественного откоса характеризует положение откоса, при котором грунт, находясь в естественном состоянии, не осыпается (находится в состоянии предельного равновесия). Угол естественного откоса имеет большое значение для обеспечения устойчивости земляных сооружений. Его значение зависит от силы сцепления частиц (вида) грунта, глубины выемки, возможных нагрузок на его поверхность. Значение угла естественного откоса (рис. 5.2) характеризуется отношением высоты откоса к его заложению или тангенсом угла наклона откоса к горизонту: tg α = H / Вотк = 1 / m, (5.3) где α – угол естественного откоса; Н – глубина выемки (высота насыпи); Вотк – заложение откоса (ширина); m – показатель откоса (принимается по ТКП в зависимости от вида грунта и высоты откоса). 53 Глава 5. Земляные работы 1 а B отк H 2 б H α 1 2 α B отк Рис. 5.2. Элементы откоса насыпи (а) и выемки (б): 1 – откос; 2 – угол откоса Нормативные значения крутизны откосов (1 : m) для временных земляных сооружений приведены в таблице 5.2. Это допустимая крутизна откосов в грунтах естественной влажности в соответствии с условиями безопасного производства работ. Таблица 5.2 Наибольшая допустимая крутизна откосов (ТКП 45-1.03-44) Наибольшая крутизна откоса при глубине выемки, м, не более 1,5 3 5 Насыпные неслежавшиеся 1 : 0,67 1:1 1 : 1,25 Песчаные и гравийные 1 : 0,5 1:1 1:1 Супеси 1 : 0,25 1 : 0,67 1 : 0,85 Суглинки 1:0 1 : 0,5 1 : 0,75 Глины 1:0 1 : 0,25 1 : 0,5 Лессовые 1:0 1 : 0,5 1 : 0,5 Примечание. При напластовании различных видов грунта крутизну откосов следует назначать по наиболее слабому грунту. Виды грунтов Электропроводность и теплопроводность зависят от степени насыщения грунта водой, наличия каких-либо посторонних примесей и др. Данные свойства имеют практическое значение, например, при разработке грунта в зимнее время. 5.3. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ Подготовительные и вспомогательные процессы при устройстве подземных сооружений выполняют для обеспечения необходимого качества строительно-монтажных работ, а также их безопасности. Подготовительные процессы выполняют на этапе 54 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы подготовки строительной площадки к застройке, вспомогательные – до начала производства земляных работ или в процессе их выполнения. Подготовительные процессы: • расчистка территории строительной площадки; • отвод поверхностных и грунтовых вод; • создание геодезической разбивочной основы и др. Вспомогательные процессы: • водоотлив и понижение уровня грунтовых вод; • временное крепление стенок выемок; • искусственное закрепление грунтов; • рыхление грунта и др. 5.3.1. Расчистка территории строительной площадки Расчистка территории строительной площадки включает снятие растительного слоя грунта, удаление деревьев и кустарников, снос строений, демонтаж или перенос существующих инженерных сетей. При расчистке территории зеленые насаждения, если их используют в дальнейшем, пересаживают или защищают от повреждений, остальные удаляют. Деревья удаляют с корнями, используя для этого тракторы, бульдозеры или трелевочно-корчевательные лебедки. Низкорослые небольшие деревья с диаметром ствола менее 25 см удаляют бульдозером или экскаватором. Деревья с диаметром ствола более 25 см предварительно спиливают, а затем выкорчевывают пни. Кустарники удаляют кусторезами. Неразборные деревянные, каменные и бетонные строения сносят посредством их разрушения. Плодородный слой грунта на территории, подлежащей застройке, и прилегающих площадях должен быть снят на глубину, установленную проектной документацией. После срезки его перемещают в специально отведенные места для последующего использования при благоустройстве. Допускается не снимать плодородный слой: • при его толщине менее 100 мм; • на заболоченных и обводненных участках; • на почвах с низким плодородием; • при разработке траншей шириной по верху 1 м и менее. После расчистки территории выполняют планировку строительной площадки. 55 Глава 5. Земляные работы 5.3.2. Отвод поверхностных и грунтовых вод. Водоотлив и водопонижение Отвод поверхностных и грунтовых вод. Поверхностные воды (ливневые и талые) образуются из атмосферных осадков. Они бывают внешние, поступающие с повышенных соседних участков, и внутренние, образующиеся непосредственно на строительной площадке. Чтобы на территорию площадки (рис. 5.3, а) не поступали внешние воды, их перехватывают и отводят за ее пределы. Для этого вдоль границ строительной площадки и в повышенной ее части устраивают нагорные и водоотводящие канавы, обвалование или дренаж. Уклон водоотводных канав должен быть не менее 0,003. В зависимости от способа устройства дренаж бывает открытый и закрытый. Открытый дренаж выполняют в виде канав с необходимыми уклонами и глубиной 0,5–0,7 м. На дно канав засыпают дренирующий материал толщиной 10–15 см: щебень, гравий, крупный песок. Закрытый дренаж – это траншея, заполненная дренирующим материалом (рис. 5.3, б). 100,0 i = 0,003 i = 0,003 1 2 5 6 4 б 99,0 3 98,0 а в 5 7 8 9 10 11 Рис. 5.3. Водоотвод с помощью: а – обвалования площадки; б – закрытого дренажа; в – дренажа с перфорированной трубой; 1 – земляное обвалование; 2 – водоотводная канава; 3 – котлован; 4 – строительная площадка; 5 – местный грунт; 6 – дренирующий материал; 7, 8 – соответственно мелко- и крупнозернистый песок; 9 – гравий; 10 – уплотнительный слой; 11 – перфорированная (с отверстиями) труба 56 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы При большом притоке воды на дно траншеи укладывают перфорированные (с отверстиями в стенках) асбестоцементные, керамические, поливинилхлоридные (ПВХ ) трубы и др. (рис. 5.3, в). Трубы стыкуют с зазором 1–2 см, засыпают двумя слоями фильтрующего материала толщиной не менее 15 см каждый. Для нижнего слоя обычно используют гравий или щебень, для верхнего – песок. Такие дренажи собирают и отводят воду лучше, так как скорость движения воды в трубах выше, чем в дренирующем материале. Закрытые дренажи должны быть заложены ниже уровня промерзания грунта и иметь продольный уклон для отвода воды не менее 0,005. При отводе подземных и поверхностных вод следует исключать подтопление сооружений, образование оползней, размыв грунта, заболачивание местности. При этом мероприятия по отводу воды должны опережать земляные работы не менее чем на 24 ч. Водоотлив и водопонижение. Во многих случаях возведение подземных конструкций приходится выполнять в условиях притока подземных (грунтовых) вод, что затрудняет производство земляных и других работ нулевого цикла. С этой целью следует осушать водонасыщенный грунт, предотвращать попадание воды в котлованы и траншеи. При небольшом притоке воды применяют способ открытого водоотлива. Если воды в котлован поступает очень много, то необходимо искусственно понижать уровень грунтовых вод закрытыми способами или путем устройства открытых водопонизительных скважин. Такой процесс называют водопонижением. При открытом водоотливе воду из котлована откачивают насосами. С этой целью на дне котлована устраивают водосборные канавы шириной 0,3–0,6 м и глубиной 1–2 м с уклоном 0,01–0,02 в сторону приямков (зумпфов) (рис. 5.4). Приямки в устойчивых грунтах крепят деревянным срубом без дна, а в оплывающих грунтах – шпунтовой стенкой. Размеры приямков в плане принимают 1 × 1 или 1,5 × 1,5 м, глубину – в зависимости от глубины погружения рукава, а также из условия обеспечения непрерывной работы насоса в течение 10 мин. В приямок опускают рукав насоса, откуда вода отводится по лоткам и водоотводным канавам от выемки. Применяют поршневые, диафрагмовые, центробежные и другие насосы. 57 Глава 5. Земляные работы 2 3 4 Уровень грунтовых вод (УГВ) – 0,3 % 1 Рис. 5.4. Схема открытого водоотлива: 1 – зумпф-колодец; 2 – рукав; 3 – насос; 4 – лоток Открытый водоотлив (рис. 5.5) используют в глинистых и песчаных грунтах с хорошей водопроницаемостью. Этот способ является наиболее простым и экономичным, однако приводит к разжижению грунта, уносу части грунта фильтрующей водой, в результате чего снижается естественная прочность основания. 3 4 1 УГ В Высота всасывания до 5–6 м 2 УГ В Рис. 5.5. Открытый водоотлив из траншеи: 1 – насос; 2 – шпунтовое крепление; 3 – инвентарные распорки; 4 – всасывающий рукав с сеткой (фильтром) Более совершенным является искусственное понижение уровня грунтовых вод способами закрытого водоотлива: иглофильтровым, элекроосмотическим, вакуумным. Иглофильтровый способ является более распространенным при искусственном водопонижении. Он основан на использовании иглофильтровых установок, состоящих из стальных труб с 58 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы фильтрующим звеном в нижней части (иглофильтр), водосборного коллектора на поверхности земли и самовсасывающего вихревого насоса. Стальные трубы погружают в грунт в один или в два ряда по периметру котлована или траншеи (рис. 5.6). 2 1 3 2 У ГВ в Депрессионная кривая а 1 5 1 8 8м 8м 3 4 г УГВ 6 6м 8м б 4 3 4–5 м 4–5 м 2 УГВ 9 7 4 10 11 д Рис. 5.6. Схемы иглофильтровых установок: а – котлован с легкими иглофильтрами в один ярус; б – то же, в два яруса; в, д — эжекторная иглофильтровая установка и фильтровое звено; г – схема электроосу шения; 1 – рабочий насос; 2 – водоотводный коллектор; 3 – иглофильтр; 4 – уровень грунтовых вод после осушения; 5 – низконапорный насос; 6 – стальной стержень (анод); 7 – фильтровое звено; 8 – наружная труба; 9 – внутренняя труба с эжекторным устройством; 10 – вакуум; 11 – шаровой клапан В зависимости от вида грунта расстояние между иглами может быть 0,75–1,50 м. Такой способ позволяет понизить уровень грунтовых вод на 4–5 м, а при двухъярусном расположении трубок – на 7–9 м. Способ электроосмоса основан на способности воды двигаться в порах грунта под воздействием постоянного тока. При этом наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5–1,0 м от них в сторону котлована погружают стальные трубы или стержни. Иглофильтры подключают к отрицательному полюсу (катоду), трубы или стержни – к положительному (аноду). Электроды размещают относительно друг друга в шахматном порядке с шагом в ряду 0,75–1,50 м. В качестве источника электрического тока может быть сварочный агрегат или преобразователь. Под воздействием электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, 59 Глава 5. Земляные работы перемещается в сторону иглофильтров. В результате водоотдача грунта повышается более чем в 5 раз. Котлованы обычно разрабатывают через трое суток после включения системы электроосушения. Работы в котловане можно вести при включенной системе. Вакуумный способ водопонижения основан на использовании вакуумных водопонизительных установок, из которых наиболее распространены установки с эжекторными иглофильтрами. Вакуум создается в глубине иглофильтра, что обеспечивает более интенсивный отсос воды, после чего низконапорным насосом излишек воды откачивают и сливают. При таком способе понижение уровня грунтовых вод достигает 20–22 м. Открытые водопонизительные скважины применяют в тех случаях, когда УГВ необходимо понижать на глубину 4 м и более, при больших размерах строительных площадок, а также когда использование иглофильтров затруднительно из-за значительного притока воды. Для устройства системы на территории строительной площадки пробуривают скважины (колодцы) и оборудуют их фильтровой колонной. Фильтровая колонна состоит из фильтра, отстойника, надфильтровых труб. Внутри труб размещен насос, которым и откачивают воду. Чаще всего применяют артезианские насосы. При использовании любых методов водопонижения в районе застройки могут нарушаться гидрогеологические условия, в результате чего происходят нарушения действующих водозаборных систем, осушение родников и т. д. На застроенных городских территориях могут произойти оседание земной поверхности, деформация близлежащих зданий. Поэтому выбор способов защиты земляных сооружений от воздействия подземных вод должен сопровождаться анализом и разработкой соответствующих природоохранных мероприятий. 5.3.3. Разбивка земляных сооружений На стадии подготовки площадки к строительству должна быть создана геодезическая разбивочная основа. Она необходима для геодезического обеспечения на всех стадиях строительства объекта и после его завершения. Геодезическую разбивочную основу создают в виде строительной сетки, продольных и поперечных осей, определяющих по60 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы ложение на местности основных зданий, сооружений и их габаритов, красных линий. Перед началом строительства выполняют привязку объекта на местности. Для этого используют реперы, установленные проектной организацией, или пользуются геодезической сеткой, существующей по всей территории страны. Она состоит из квадратов и прямоугольников, которые подразделяют на основные и дополнительные. В углах геодезической сетки устанавливают грунтовые знаки, в качестве которых могут служить заглубленные ниже уровня промерзания грунта забетонированные обрезки труб, рельсов и т. п. Основание знака должно располагаться ниже уровня промерзания грунта минимум на 1 м. Сверху грунтовых знаков наносят точные координаты и высотные отметки. При наличии рядом со строящимся объектом капитальных зданий реперы могут быть вынесены на их стены. На крупных строительных объектах создают местную геодезическую сетку, представляющую собой систему квадратов и прямоугольников, которые подразделяют на основные и дополнительные (рис 5.7). Длина сторон основных фигур сетки 100–200 м, дополнительных – 20–40 м. При проектировании строительной сетки должны быть предусмотрены максимальные удобства для выполнения разбивочных работ: расположение основных возводимых зданий внутри фигур сетки, а их осей параллельно ее линиям и по возможности ближе к ним. Вершины фигур закрепляют так, чтобы их можно было использовать в течение всего этапа строительства. Для этого применяют сначала временные, а затем постоянные реперы. 1 2 1 1 3 1 2 2 3 1 Рис. 5.7. Строительная сетка: 1 – вершины основных фигур сетки; 2 – основные оси здания; 3 – вершины дополнительных фигур сетки 61 Глава 5. Земляные работы Вертикальная планировка территории площадки включает проведение инженерных мероприятий, направленных на преобразование имеющегося рельефа для осуществления строительства. Пользуясь рабочим репером и нивелиром, можно с достаточной степенью точности установить в натуре положение любой точки грунта или здания по высоте. В строительстве часто пользуются относительной отметкой высоты, за которую принимают уровень чистого пола первого этажа здания. Эту отметку принимают за условный ноль. Отсчеты выше обозначают со знаком «+», ниже – со знаком «–». Высотные отметки точек наносят на геодезическую сетку и выполняют подсчет объема планировочных работ. В случае отметок со знаком «–» требуется срезка грунта, а со знаком «+» необходима подсыпка. Разбивка земляных сооружений состоит в установлении и закреплении их положения на местности. Генеральная подрядная организация на основании Акта приемки геодезической разбивочной основы должна выполнить у заказчика детальную разбивку осей с переносом их на устройства временного закрепления осей (обноску). Вынос в натуру основных осей здания следует выполнять в соответствии с генеральным планом строительной площадки, на котором должны быть указаны привязки осей к пунктам плановой разбивочной сети: красным линиям, строительной сетке и др. Разбивочные работы выполняют с помощью геодезических приборов и различных измерительных инструментов. Начинают с выноса и закрепления створными знаками на местности главных рабочих осей, в качестве которых обычно принимают взаимно перпендикулярные крайние или центральные оси здания (рис. 5.8, а). После этого вокруг будущего котлована на расстоянии 2–3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устанавливают обноску. Обноска представляет собой забитые в грунт металлические или деревянные стойки с прикрепленными к ним горизонтальными досками (рис. 5.8, б). Можно применять инвентарную металлическую обноску (рис. 5.8, в). Обноска может быть сплошной и прерывистой. Для пропуска транспорта в обноске должны быть разрывы. Верхнюю грань до62 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы сок устанавливают по нивелиру, по возможности на уровне нулевой отметки, после чего на обноску наносят оси и нумеруют их. Размеры котлована поверху, понизу и другие характерные его точки отмечают колышками. III II III III III I I III 1 III а 2000 3000 2000 3000 2 2 1 3 бб в 600 2800 800 III II III 3 2500 3000 г 1000 Рис. 5.8. Схема разбивки котлованов и траншей: а – схема разбивки котлована; б – элементы обноски разового использования; в – инвентарная металлическая обноска; г – схема разбивки траншеи; I–I и II–II – главные оси здания; III–III – оси стен здания; 1 – обноска; 2 – доска; 3 – стойка В населенных пунктах строящиеся здания привязывают к красным линиям. Красные линии – условные границы, отделяющие дороги, городские улицы, проезды, площади, предназначенные для транспортных коммуникаций, от территорий (зон) иного функционального использования (жилые, ландшафтнорекреационные, производственные территории и др.). 5.3.4. Обеспечение устойчивости откосов земляных сооружений При возведении подземной части зданий и сооружений особые требования предъявляют к откосам выемок, так как их надежность обеспечивает необходимую безопасность и качество земляных работ. 63 Глава 5. Земляные работы Максимальную глубину выемок с вертикальными незакрепленными стенками следует принимать в соответствии с требованиями ТКП. В зависимости от вида грунта данная глубина должна быть не более: • 1 м — в песчаных грунтах; • 1,25 м — в супесях; • 1,5 м – в суглинках и глинах. При разработке грунта на более значительную глубину возникает необходимость в устройстве откосов или их креплении. Наибольшую крутизну откосов временных выемок, устраиваемых без креплений, необходимо принимать в зависимости от вида грунта и глубины выемки согласно данным, приведенным в таблице 5.2. Наличие откосов ведет к значительному увеличению габаритов земляного сооружения и объемов разрабатываемого грунта. Для снижения этих показателей, а также в случаях, когда разработка выемок с откосами невозможна из-за стесненности строительной площадки, устраивают выемки с вертикальными стенками. Для их крепления применяют различные приспособления, конструкция которых должна быть установлена в ППР и подбирается в зависимости от габаритов выемки, ее глубины, наличия грунтовых вод и др. Временное крепление стенок выемок можно выполнять в виде: • консольного безраспорного крепления; • консольного с наружной анкеровкой; • консольного с глубинной анкеровкой; • распорного; • подкосного; • опускного; • шпунтового ограждения и др. Консольные крепления характеризуются тем, что стойки (сваи, рельсы, трубы и др.) удерживаются путем защемления нижней части в грунте на глубину ниже дна будущего котлована. Стойки служат опорами для щитов из досок или брусьев, непосредственно воспринимающих давление грунта. Консольные безраспорные крепления применяют для котлованов и траншей глубиной до 5 м (рис. 5.9, а). Крепления с анкеровкой (рис. 5.9, б, в) устраивают для более глубоких котлованов. 64 1 4 2 ϕ 1 2 ϕ 4 б 0,7 м 1 2 6 5 5 0,7 1 г в >Н > htg ϕ 1 7 1 Н <4 м а h 3 Н >4 м 2 Н 1 Н <6 м 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы д е > 0,7 м > 0,7 м Рис. 5.9. Виды креплений стенок выемок: а – консольное безраспорное; б – консольное с наружной анкеровкой; в – консольное с глубинной анкеровкой; г – распорное; д – подкосное; е – опускное; 1 – существующие конструкции; 2 – ограждение; 3 – котлован; 4 – анкер; 5 – распорка; 6 – подкос; 7 – опускной колодец Анкер – крепежный элемент, закрепленный в грунте, для обеспечения устойчивости ограждений выемок. Конструкции анкеров различаются материалом, несущей способностью и способом устройства. Распорное крепление (рис. 5.9, г) применяют для узких траншей глубиной 2–4 м. Оно состоит из вертикальных стоек, горизонтальных досок, щитов и распорок, прижимающих щиты к стенкам. Разновидность распорного крепления – инвентарные распорные рамы, которые позволяют в зависимости от ширины траншеи регулировать расстояние между стойками. Распорное крепление трудоемко и затрудняет производство работ на дне траншеи. Подкосное крепление (рис. 5.9, д) устраивают при разработке широких котлованов. При этом щиты или доски прижимают к грунту стойками, раскрепленными подкосами и упорами. Такое крепление используют ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, усложняют производство работ. Опускное крепление (рис. 5.9, е) основано на том, что на поверхности (на месте будущей выемки) изготовляют открытую 65 Глава 5. Земляные работы сверху и снизу оболочку (колодец). Под действием собственной массы она опускается, если под ней разрабатывают грунтовое основание. Толщина оболочки (колодца) назначается по необходимости создания большой массы для лучшего преодоления трения грунта. Оболочки могут быть монолитные или сборные железобетонные Грунт обычно разрабатывают механическим способом четырех- или двухчелюстными грейферами, но может применяться и гидромеханический способ с использованием гидромониторов, землесосных снарядов и др. При механической разработке землеройные машины или располагают на поверхности земли, или опускают на дно выемки, понижая при этом грунтовые воды. Шпунтовое ограждение (рис. 5, вклейка) является более надежным. Шпунт забивают в грунт на глубину, превышающую глубину будущего котлована на 2–3 м, что обеспечивает устойчивое и естественное состояние грунта за пределами выемки. В качестве металлических стоек используют прокатные профили (швеллеры, трубы, двутавры). Шпунт может быть сплошным (в виде стенки) или прерывистым, когда между стойками по мере разработки котлована забивают щиты, доски, брусья. В последнее время широко применяют грунтовые анкеры (рис. 5.10). Основную деталь анкера – растягиваемый элемент (тяга) – выполняют из металла. Анкерную тягу одним концом крепят к конструкции стенки, а другим – в грунтовой массив за пределы возможной призмы обрушения и закрепляют с помощью инъецируемого в грунт раствора. Грунтовой анкер устраивают следующим образом. После разработки котлована до определенной отметки под углом к горизонту выбуривают скважину диаметром 20–30 см и глубиной 8–20 м, часто применяя при этом обсадные трубы. Тягу заводят в скважину, после чего в нее инъецируют раствор, замоноличивая анкер по всей длине или только в нижней его части. Когда раствор затвердеет, анкер натягивают. Грунтовые анкеры устраивают в одном или нескольких уровнях по высоте откоса под углом к горизонту до 25° и располагают друг от друга через 3–5 м. 66 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы 1 3 2 4 α В0 В la 1 2 5 I α II 45 ° –ϕ/2 III IV 3 4 la V а б Рис. 5.10. Укрепление стенок котлованов с помощью грунтовых анкеров: а – схема анкерного крепления: 1 – свая; 2 – пояс-обвязка; 3 – контур подземного сооружения; 4 – грунтовой анкер; 5 – здание, расположенное рядом; б – технологическая последовательность установки грунтовых анкеров: I – бурение скважины с обсадной трубой; II – установка анкерной тяги и соединение ее с наконечником; III – извлечение обсадной трубы и инъецирование раствора; IV – натяжение тяги; V – закрепление тяги 5.3.5. Искусственное закрепление грунтов Закрепление грунтов осуществляют для обеспечения устойчивости откосов, укрепления оснований фундаментов, создания водонепроницаемых ограждений при отрывке котлованов. При закреплении грунта повышаются его прочность, водонепроницаемость, неразмываемость и др. Применяют следующие способы закрепления грунтов: замораживание, цементацию, силикатизацию, битумизацию, термический, электрический, электрохимический и др. Замораживание используют в водонасыщенных грунтах. Для замораживания грунта по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенные между собой трубопроводом, по которому нагнетают охлаждающую жидкость-рассол с температурой от –2 до –…25 °С (рис. 5.11). Недостатками такого способа являются временный эффект замораживания и длительный процесс оттаивания. 67 Глава 5. Земляные работы 1,5–3,0 3 1 СаСl 2 4 2 5 1 1 6 Рис. 5.11. Схема искусственного замораживания грунтов (размеры в метрах): 1 – охлаждающая колонка; 2 – замораживающая труба; 3 – питающая труба; 4 – патрубок для подсоединения к холодильной установке; 5 – заморожен ный грунт; 6 – талый грунт Цементацию применяют для среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород. Закрепление грунта оуществляют путем нагнетания цементного раствора через инъекторы. В зависимости от размера трещин и пористости песка применяют суспензию с отношением цемента к воде 1 : 1–1 : 10, а также цементные растворы с добавками глины, песка и других инертных материалов (рис. 5.12). 1 2 6 2 7 9 в 3 4 8 3 г 4 5 а б д I 1-я 2-я 3-я 3-я 2-я 1-я 8 II III 8 9 9 8 Рис. 5.12. Цементация оснований: а – погружение инъектора; б – нагнетание раствора; в – последовательность нагнетания раствора при устройстве противофильтрационной завесы; г – схема цементации нисходящими зонами; д – схема цементации восходящими зонами; 1 – отбойный молоток; 2 – оголовок; 3 – труба-удлинитель; 4 – перфорированная часть с острием; 5 – труба-кожух; 6 – растворопровод; 7 – домкраты; 8 – зона цементации; 9 – I, II и III скважины 1, 2 и 3-й очереди 68 5.4. Определение объемов разрабатываемого грунта Силикатизацию широко применяют в целях устранения просадок существующих зданий. Для этого используют водный раствор силиката натрия (жидкого стекла), хлорид кальция. После введения составов в грунт в результате химической реакции образуется гель кремниевой кислоты, гидрат оксида кальция (известь) и хлорида натрия. Гель обволакивает зерна грунта, связывая их в монолит, при этом значительно повышая прочность грунта. Раствор нагнетают специальными трубками-инъекторами, погружаемыми отдельно или пакетами по 5 шт. в грунт. Битумизация заключается в нагнетании горячего битума по трубам через инъекторы. Применяют для закрепления песчаных и сильнотрещиноватых скальных пород, а также для прекращения в них фильтрации. Термическое закрепление лессовых грунтов состоит в обжиге их горячими газами, образующимися в результате сжигания жидкого или газообразного топлива в скважинах, пробуренных в толще закрепляемого грунта. Электрическое и электрохимическое закрепление применяют при закреплении глинистых и илистых грунтов. Оно заключается в пропускании через грунт постоянного тока напряжением 30– 100 В, силой тока 0,5–7,0 А. Используют металлические стержни или трубы, которые устанавливают через 0,6–1,0 м в грунте. Для ускорения процесса через трубу, являющуюся катодом, пропускают раствор хлорида кальция. В результате глина обезвоживается, уплотняется и грунт теряет способность к пучению. 5.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ГРУНТА Подсчет земляных работ выполняют по известным правилам геометрии. Земляное сооружение сложной формы разбивают на простые геометрические фигуры и суммируют их объемы. Объем грунта (рис. 5.13) при отрывке котлованов или устройстве насыпей с параллельными основаниями определяют по формуле Симпсона: Vкотл = H / 6(ab + cd + (a + c)(b + d)), (5.4) где Vкотл – объем котлована; H – глубина котлована с учетом недобора грунта; а, b – размеры котлована понизу; c, d – размеры котлована поверху, которые определяют следующим образом: 69 Глава 5. Земляные работы c = a + 2Bотк; d = b + 2Bотк, (5.5) где В отк – ширина откоса; B отк = mH (см. табл. 5.2). d c b H a Рис. 5.13. Схема котлована Крутизна откосов выемки характеризуется отношением высоты откоса к его заложению или тангенсом угла наклона откоса к горизонту (см. рис. 5.2, формулу (5.3)). Глубину котлована Н принимают по проектным данным: от черной отметки поверхности земли до отметки заложения подошвы фундамента (с учетом подушки под фундамент). Она должна быть уменьшена на толщину срезки растительного слоя грунта и недобора грунта экскаватором. Грунт не добирают экскаватором до проектной отметки дна котлована на определенную глубину (недобор грунта). Это связано с необходимостью сохранения естественного состояния основания при разработке грунта экскаватором. Недобор грунта до проектной отметки удаляют вручную непосредственно перед возведением фундаментов. Толщина недобора должна составлять не менее 100 мм при разработке грунта вручную и не менее 300 мм при разработке экскаватором. В зависимости от объема ковша экскаватора недобор составляет 5–30 см: • 10 см и более – при объеме ковша до 0,4 м3; • 15 см – от 0,5 до 0,6 м3; • 30 см – свыше 0,8 м3. Для определения ширины и длины котлована в плане (а, b) суммируют расстояние между фундаментами в осях, их привязку, а также толщину гидроизоляции, опалубки и креплений. Дополнительно со всех сторон эти размеры увеличивают на 0,2 м 70 5.4. Определение объемов разрабатываемого грунта (расстояние между сооружением и стенкой котлована); при необходимости спуска рабочих в котлован (для устройства гидроизоляции, опалубки и др.) – не менее чем на 0,6 м. Объем грунта траншеи подсчитывают по формуле Bн Bв Lтр H , (5.6) 2 где Vтр – объем траншеи; В н – ширина траншеи понизу; В в – ширина траншеи поверху; L тр – длина траншеи; Н – глубина траншеи с учетом недобора грунта (см. расчет котлована); Вв = Вн + 2Вотк. (5.7) V тр При разработке траншей под ленточные фундаменты ширину дна траншеи принимают равной ширине подошвы фундамента с увеличением на 0,2 м или 0,6 м с каждой стороны, как и для котлована. Объем траншей с уклоном определяют по частям, при этом их продольный профиль делят на участки с одинаковыми уклонами и подсчитывают объемы каждого в отдельности. Общий объем траншеи будет равен сумме объемов отдельных участков. Объем грунта при разработке ям под фундаменты стаканного типа рассчитывают по формуле (5.8) где Vя – объем ямы; h – глубина ямы; Fн, Fв – площадь ям понизу и поверху соответственно. Общий объем грунта определяют умножением Vя на количество ям. При ширине котлована более 15 м земляные работы выполняют экскаватором с прямой лопатой, который требуется опустить на дно котлована. В этом случае к объему грунта котлована необходимо прибавить объем грунта въездной траншеи. Количество въездов должно быть предусмотрено ППР, а объем въездной траншеи рассчитывают по формуле bh 2 h3m = + V тр.в mв′ (5.9) , 3 2 где mв' – показатель откоса уклона въездной траншеи (принимают от 1:10 до 1:15); b – ширина въездной траншеи (при односторон71 Глава 5. Земляные работы нем движении принимают 3,5 м, при двустороннем – 7 м); h – глубина котлована в месте примыкания въездной траншеи. Для определения объема обратной засыпки пазух котлована из известного уже объема котлована вычитают объем подземной части сооружения и при этом учитывают остаточную степень разрыхленности грунта: Vобр = (Vкотл – Vподз) / kо.р, (5.10) где Vобр – объем обратной засыпки грунта; Vподз – объем подвальной части здания, ограниченный глубиной котлована (или же объем фундамента при отсутствии подвала); kо.р – принимают по таблице 5.1. 5.5. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ РАЗРАБОТКА ГРУНТА 5.5.1. Общие сведения В зависимости от степени механизации различают два способа разработки грунта: механизированный и ручной. Вручную грунт разрабатывают только в отдельных случаях: при необходимости более точной планировки грунта, отделке откосов, в стесненных условиях (около 7 % от общего объема земляных работ). Более производительной является механизированная разработка грунта. Для разработки грунта при устройстве земляных сооружений применяют в основном следующие способы: механический, гидромеханический, взрывной, комбинированный. Механический способ заключается в отделении части грунта резанием с помощью рабочих органов различных машин; гидромеханический основан на размывании грунта струей воды или всасывании разжиженного грунта земснарядом; взрывной – на разрушении грунта путем взрыва. Применяют и комбинированные способы разработки грунта – механический совместно со взрывным, гидромеханическим и др. При механической разработке грунта производство земляных работ состоит из следующих основных процессов: планировки площадей, разработки, транспортирования, отсыпки и уплотнения грунта, планировки откосов. 72 5.5. Механизированная разработка грунта В большой степени выработка земляных работ зависит от производительности машин. При этом выбор средств механизации в каждом случае осуществляют в зависимости от объемов работ, местных геологических условий, обеспеченности транспортом, электроэнергией, водой и других факторов. Все машины для выполнения земляных работ механическим способом подразделяют на следующие основные группы: • землеройные (экскаваторы); • землеройно-транспортные (бульдозеры, скреперы, грейдеры); • для уплотнения грунтов (катки, трамбовки); • для буровых работ (буровые установки); • для подготовительных работ (кусторезы, корчеватели) и др. Чаще всего при земляных работах используют комплексную механизацию, когда подбирают комплект машин, обеспечивающих выполнение всех процессов по данному циклу работ. Состав комплекта машин и их количество зависят от объемов работ, сроков их выполнения, свойств грунтов и др. Это могут быть как отдельные машины, так и различное сменное оборудование (например, два-три экскаватора с ковшами различной емкости; экскаватор, бульдозер, скрепер; экскаватор, оборудованный обычным ковшом, грейфером, рыхлителем). 5.5.2. Разработка грунта экскаваторами Экскаватор относят к землеройным машинам. Основным рабочим органом его является ковш (одноковшовый экскаватор) или группа ковшей (многоковшовый). При разработке грунта экскаватор выполняет следующие операции: копание грунта, его перемещение в ковше, выгрузку, перемещение ковша в исходное положение. По принципу выполнения данных операций экскаваторы бывают: • циклического действия (одноковшовые); • непрерывного действия (многоковшовые). Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Одноковшовые экскаваторы все операции выполняют последовательно и раздельно одна от другой (циклично). По принципу действия одноковшовые экскаваторы бывают с прямой и обратной лопатой, грейфер, драглайн. 73 Глава 5. Земляные работы В зависимости от ходового устройства одноковшовые экскаваторы подразделяют на гусеничные, пневмоколесные, автомобильные и шагающие. В строительстве применяют экскаваторы на гусеничном и пневмоколесном ходу с емкостью ковша 0,15…–4,0 м3, чаще 0,65 и 1,0 м3. Емкость ковша выбирают в зависимости от объемов работ, глубины котлована и характеристик грунта. Разработку грунта экскаватором с прямой лопатой выполняют, когда грунт находится выше его стоянки (рис. 5.14, а). Экскаватор копает способом «от себя» снизу вверх. При этом транспортные средства располагают на одном уровне с экскаватором или выше подошвы забоя. Rв Rк б Hк а Hв Hв Hк Rв Rк в H Rв Hк Rв Rк г Rк Рис. 5.14. Схемы работы одноковшовых экскаваторов: а – с прямой лопатой; б – с обратной лопатой; в – грейфер; г – драглайн; R к – радиус копания на уровне стоянки; R в – радиус выгрузки; Hк – наибольшая глубина копания; Hв – наибольшая высота выгрузки Экскаватор с прямой лопатой целесообразно применять для разработки выемок значительных размеров при отсутствии грунтовых вод или незначительном их притоке. Для въезда в котлован 74 5.5. Механизированная разработка грунта устраивают траншею с уклоном 1–15° и шириной до 3,5 м при одностороннем движении и до 8 м – при двустороннем. Рабочую зону экскаватора, ограниченную радиусом его действия, которая включает место стоянки экскаватора, место для установки транспортного средства и отвала грунта, называют забоем. Разработку грунта экскаваторами производят проходками. Проходкой называют выемку, образованную экскаватором за один проход. По характеру разработки грунта проходки могут быть лобовыми (торцовыми) и боковыми. При лобовой проходке экскаватор разрабатывает грунт впереди себя по обе стороны, а самосвал подается к экскаватору задним ходом по дну траншеи. В зависимости от ширины котлована лобовая проходка экскаватора может быть прямолинейной, зигзагообразной и поперечно-торцовой. При боковой проходке грунт разрабатывают с одной стороны по ходу движения. Самосвал устанавливают сбоку, и он имеет сквозной проезд. Применение той или иной проходки зависит от ширины и глубины котлована, условий его разработки. В зависимости от ширины выемки применяют различные способы разработки грунта экскаватором с прямой лопатой. Размеры проходок при этом определяют следующим образом. 1. Лобовой проходкой по прямой с односторонней погрузкой грунта в транспортное средство (рис. 5.15, а) разрабатывают узкие котлованы шириной до 1,5R p, при этом наибольшая ширина лобовой проходки равна В = 1,5Rp, (5.11) где R p– рабочий радиус резания грунта (принимается 0,9 максимального радиуса резания). 2. Лобовой проходкой по прямой с двусторонней подачей транспортных средств ведут разработку котлованов шириной 1,5–1,9R p (рис. 5.15, б). Наибольшая ширина лобовой проходки В поверху составит B 2 Rр2 lп2 , (5.12) где lп – длина одной передвижки экскаватора вдоль проходки (обычно разность между максимальным и минимальным радиусом резания). 75 B = 1,5–1,9R р B ≤ 1,5R р Глава 5. Земляные работы lп R б lп B > 3,5R р lп в R г R B = 1,5–1,7R р lп R1 R1 Rв lп е B = 1,7–3,5R р д lп R ж R lп lп з R Отвал B < Rр B = 3R р B > 3,5R р R B > 3,5R р B = 1,9–2,5R р а lп R R и Рис. 5.15. Схемы проходок при разработке грунта одноковшовыми экскаваторами 3. Лобовой уширенной проходкой с перемещением экскаватора по зигзагу разрабатывают котлованы при их ширине 1,9–2,5R p (рис. 5.15, в). При этом наибольшая ширина проходки поверху составит 76 5.5. Механизированная разработка грунта B 2 Rр2 lп2 2Rс , (5.13) где R с – радиус резания на уровне стоянки. 4. Лобовой уширенной проходкой с перемещением экскаватора поперек котлована грунт разрабатывают при ширине котлована 2,5–3,0R p: B 2 Rр2 lп2 2nRс , (5.14) где n – число поперечных передвижек экскаватора. 5. При ширине котлована более 3,5R p грунт разрабатывают вначале лобовой, затем боковой проходкой (рис. 5.15, г). Ширину боковой проходки определяют по формуле (5.15) где m – показатель крутизны откоса; h – высота забоя. Экскаватор с обратной лопатой выполняет разработку грунта ниже уровня стоянки способом «на себя» и при этом перемещается по верху забоя (см. рис. 5.14, б). В зависимости от ширины выемки размеры проходок экскаватором с обратной лопатой определяют следующим образом. 1. Лобовая проходка по прямой представлена на рисунке 5.15, е. При ширине выемки 1,5–1,7R p ширина лобовой проходки поверху составляет: • при односторонней выгрузке грунта 2 B b1 b2 Rmax lï2 (R â bê / 2 1), (5.16) где b1 – расстояние от края забоя до экскаватора; b 2 – расстояние от экскаватора до края забоя со стороны транспортного средства; R max – наибольший радиус резания; bк – ширина транспортных средств или отвала грунта; • при двусторонней выгрузке грунта В = 2b2 = 2(Rв – bк / 2 – 1). (5.17) 2. Лобовая уширенная проходка по прямой при ширине выемки, равной 3R р, представлена на рисунке 5.15, ж. 77 Глава 5. Земляные работы Ширина проходки понизу составляет В1 = В – 2mh. (5.18) 3. Лобовая уширенная проходка по зигзагу принимается при ширине выемки 1,7–3,5R p (рис. 5.15, з) и определяется по формуле 2 B Rmax lï2 (R â bê / 2 1) 0, 9Rí, (5.19) где R н – радиус резания по дну котлована. 4. Лобовая уширенная поперечная проходка принимается при ширине выемки более 3,5R p (см. рис. 5.15, д) и определяется по формуле 2 l ï2 (R â bê / 2 1) 0, 9Rín. B Rmax (5.20) 5. При ширине до 3,5R p после первой лобовой проходки выемку продолжают разрабатывать одной или несколькими боковыми проходками (рис. 5.15, и). Ширина каждой боковой проходки (5.21) Грейфер представляет собой ковш с двумя или более лопатами и канатным приводом, принудительно смыкающим эти лопасти (см. рис. 5.14, в). Грейфер применяют для рытья колодцев и других выемок с вертикальными стенками, а также узких и глубоких котлованов. Ковш грейфера погружается в грунт за счет собственной массы, поэтому им разрабатывают легкие грунты (группы 1 и 2), а более тяжелые – с предварительным разрыхлением. Драглайн используют для разработки грунта ниже уровня стоянки экскаватора способом «на себя» (см. рис. 5.14, г). Более производительно он работает с перемещением грунта в отвал или насыпь. Имеет большой радиус резания и глубину копания, может разрабатывать грунт под водой. Ковш драглайна гибко подвешен, забрасывается на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, и заполняется грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем поворотом машины грунт перемещают к месту разгрузки. Драглайном можно разрабатывать грунт, не только сильно насыщенный влагой, но и находящийся под водой. Его используют при разработке карьеров, больших котлованов, прокладке 78 5.5. Механизированная разработка грунта каналов, планировке откосов постоянных выемок значительных размеров и т. д. Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами. Многоковшовые экскаваторы – землеройные машины непрерывного действия, наиболее эффективные при разработке выемок постоянного поперечного сечения и большой протяженности. Многоковшовые экскаваторы применяют для разработки траншей с вертикальными или малонаклонными стенками. Они бывают цепные и роторные (рис. 5.16). 1 2 5 1 2 3 6 4 4 5 Рис. 5.16. Схемы устройства многоковшовых экскаваторов продольного копания: 1 – тягач; 2 – домкратное устройство; 3 – цепь; 4 – ковши; 5 – поперечный транспортер; 6 – ротор Цепными экскаваторами можно отрывать траншеи в легких и средних грунтах с однородной структурой. Они малопригодны для работы в тяжелых и неоднородных грунтах, особенно с включениями крупных камней и твердых прослоек. Роторными экскаваторами отрывают траншеи практически во всех грунтах, в том числе в тяжелых и мерзлых. 5.5.3. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами Основными видами землеройно-транспортных машин являются бульдозеры, скреперы, грейдеры. За один цикл они выполняют послойное резание и перемещение грунта, разгрузку в насыпь и возвращение в забой. Бульдозеры выполняют около 40 % общего объема земляных работ. Их применяют для вертикальной планировки площадей и разработки грунта в неглубоких и протяженных выемках. Бульдозеры перемещают грунт в насыпи на расстояние до 150 м. 79 Глава 5. Земляные работы Бульдозеры выполняют следующие основные механизированные процессы (рис. 5.17): • срезку грунта; • транспортирование и разравнивание при планировке; • зачистку дна оснований под фундаменты; • обратную засыпку грунта и др. а б г в д Рис. 5.17. Схема комплексной механизации земляных работ при разработке грунта бульдозером: а – рыхление; б – срезка; в – транспортирование; г – разравнивание; д – уплотнение полуприцепным катком Основные достоинства бульдозера: хорошая маневренность в стесненных условиях; малое давление на грунт и хорошее с ним сцепление; возможность работы на увлажненных участках. Бульдозеры могут быть оснащены катками, рыхлителями и выполнять работы в зимнее время. Недостатками являются небольшая дальность транспортирования грунта из-за низкой скорости машины и потери грунта при перемещении. Для уменьшения потерь грунта и в целях увеличения его объема на отвале к торцам отвала крепят открылки. Грунт в выемках разрабатывают по ярусам, послойно. Ширина яруса зависит от длины отвала бульдозера. Разработку грунта начинают от бровки выемки. В практике земляных работ применяют такие способы резания грунта, как обычное (прямое) резание и гребенчатое. При обычном (прямом) резании нож сначала заглубляется на предельную для данного грунта глубину и по мере загрузки постепенно поднимается (рис. 5.18, а). При гребенчатом резании отвал заглубляется несколькими чередующими заглублениями и поднятиями (рис. 5.18, б). 80 h 5.5. Механизированная разработка грунта Длина резания а Волна h1 h4 h3 h2 Длина резания б Рис. 5.18. Схемы резания грунта бульдозером: а – обычное (прямое); б – гребенчатое; h1–h 4 – глубина резания Скрепер – самоходная либо прицепная (к гусеничному трактору или колесному тягачу) землеройно-транспортная машина, рабочим органом которой является ковш, снабженный в нижней части ножом для срезания грунта (рис. 5.19). 1 2 3 4 а б 5 7 9 6 в 8 г Рис. 5.19. Схемы работы скреперов: а – общий вид скрепера; б – забор грунта; в – транспортирование; г – послойная выгрузка с разравниванием; 1 – задняя подвижная стенка механизма; 2 – ковш скрепера; 3 – тягач; 4 – процесс резания грунта и заполнения ковша; 5 – ковш скрепера с закрытой передней стенкой, заполненный грунтом; 6 – ножевое устройство в положении транспортирования; 7 – подвижная стенка механизма в момент полной разгрузки ковша; 8 – отсыпка грунта слоем заданной толщины; 9 – слой отсыпки Скреперы применяют для послойного срезания, перемещения, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунта. Их используют для разработки песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых и других грунтов, не имеющих валунов, при этом примесь гальки и щебня не должна превы81 Глава 5. Земляные работы шать 10 %. Толщина разрабатываемого слоя в зависимости от мощности машины составляет 0,12–0,30 м. При разгрузке поверхность грунта разравнивают днищем скрепера. В зависимости от вида и объема выполняемых работ применяют следующие схемы движения скрепера: по эллипсу, восьмеркой, зигзагообразное, по спирали, поперечно-челночное и др. Наиболее эффективны скреперы на прямолинейном участке при движении под уклон 3–7°. Основными достоинствами скрепера являются возможность разработки и транспортирования грунта на более значительные расстояния (до 5 км); большая емкость ковша (от 3 до 15 м3); минимальные потери грунта при транспортировании. Работу скрепера необходимо сочетать с работой бульдозера, используя их для более повышенных участков. 5.6. УКЛАДКА И УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТА Укладку и уплотнение грунта выполняют при планировочных работах, возведении различных насыпей, устройстве оснований под фундаменты, обратной засыпке пазух и др. Уплотнение грунта основано на сближении частиц грунта, при котором повышается его плотность, уменьшаются пористость и водопроницаемость. Это важный технологический процесс, в результате которого достигаются необходимые прочность и надежность земляных сооружений. Способы уплотнения грунта бывают поверхностные и глубинные. Их осуществляют с использованием специального оборудования и машин. Поверхностное уплотнение выполняют укаткой, трамбованием, вибротрамбованием, глубинное – вибрированием, гидровиброуплотнением и др. Выбор оборудования и способы уплотнения зависят от условий производства и объемов работ, вида и свойств грунта. Связные и малосвязные грунты (супеси, суглинки) уплотняют укаткой, несвязные (пески, гравий, гальку) – трамбованием или вибрацией. Уплотнение грунта выполняют линейными и сосредоточенными методами. При выполнении работ линейными методами наи82 5.6. Укладка и уплотнение грунта более широкое распространение получили катки: самоходные, навесные, прицепные, статические, вибрационные. Более универсальными для уплотнения грунта являются катки на пневматических шинах (рис. 6, вклейка). Уплотнение кулачковыми катками эффективно для связных грунтов (рис. 7, вклейка). Уплотнение рыхлых и глинистых грунтов следует выполнять двумя видами катков: предварительное уплотнение (прикатка) – массой 6–12 т, окончательное – массой более 25 т. При использовании катков грунт уплотняют захватками, размеры которых должны обеспечить достаточный фронт работ и принимаются в зависимости от габаритов катка. Уплотнение ведут по замкнутому контуру круговыми проходками. Каждый последующий ход катка должен перекрывать предыдущий на 0,1–0,2 м. Уплотнение выполняют при оптимальной влажности грунта, при которой достигается наибольший эффект уплотнения с наименьшими затратами труда. Например, для песчаного грунта влажность должна составлять 8–12 %; для суглинков – 12–23 %; глин – 18–25 %, поэтому сухие грунты предварительно увлажняют, переувлажненные – осушают. Для равномерного уплотнения грунт насыпают и уплотняют послойно. Толщину слоев назначают в зависимости от технических характеристик уплотняющих машин и условий производства работ – 0,15–1,50 м. Обратную засыпку пазух между стенами подвала (фундаментами) и откосами котлована выполняют после устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен. Не допускается оставлять пазухи открытыми более 1 мес. в глинистых грунтах, 2 мес. – в песчаных грунтах. Для обратной засыпки используют излишки грунта, оставленные при отрывке котлована, а также доставляют извне. Грунт с отвалов перемещают к стенам подвала бульдозерами или погрузчиками. Во избежание повреждения фундаментов грунт при обратной засыпке уплотняют послойно трамбованием. Виброуплотнение в данном случае лучше не применять, так как создается угроза повреждения существующих зданий и конструкций. 83 Глава 5. Земляные работы Трамбование и виброуплотнение выполняют пневматическими и электрическими трамбовками, виброплитами (рис. 8, вклейка), вибробрусьями, вибротрамбовками (рис. 9, вклейка), гидромолотами. Глубинное уплотнение грунтов осуществляют в стесненных условиях на глубину 4–6 м грунтовыми сваями. Работы выполняют с помощью пневмопробойников или буровых установок, которые, погружаясь в грунт, образуют скважину. Окружающий грунт вокруг скважины уплотняют за счет вытесненного в результате бурения грунта. Скважины заполняют песком или другим материалом с последующим уплотнением. При таком методе обратную засыпку можно выполнять не послойно, а сразу на всю глубину. Иногда применяют уплотнение глубинными взрывами, после которых происходит осадка грунта. Для такого метода дополнительно должна быть разработана технология взрывных работ с указанием противосейсмических мероприятий и техники безопасности. Устройство насыпей выполняют горизонтальными слоями с последующим уплотнением. В нижние слои по возможности укладывают глину, верхние отсыпают из дренирующих песчаных грунтов. Не рекомендуется применять в насыпях торф, жирные глины, грунты с органическими включениями. Отсыпку ведут от края насыпи к середине. После отсыпки и уплотнения насыпи планируют и укрепляют ее откосы. Для этих целей применяют бульдозеры, оборудованные специальными откосниками, автогрейдеры. Важным условием при уплотнении грунтов является контроль качества фактической плотности грунта в массиве. Проверку осуществляют путем взятия проб уплотненного грунта или специальными приборами. В настоящее время на современном грунтоуплотняющем оборудовании могут устанавливать датчики контроля плотности грунта. Требуемая плотность грунта в сооружении выражается коэффициентом уплотнения*, величина которого указывается в про* Коэффициент уплотнения – отношение достигнутой плотности сухого грунта к плотности сухого грунта, полученной прибором стандартного уплотнения по ГОСТ 22733 до необходимого уровня надежности, предъявляемого к проектируемому сооружению. 84 5.7. Гидромеханическая разработка грунта ектной документации. Значение коэффициента зависит от назначения сооружения и физико-механических свойств грунта. 5.7. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ГРУНТА Гидромеханический метод основан на использовании кинетической энергии потока воды для разработки, транспортирования и укладки грунта. Такой метод выгоден при больших объемах работ, устройстве насыпей с минимальной осадкой, наличии достаточных ресурсов воды и электрической энергии. Технологический процесс гидромеханизации включает: • размыв грунта в забое и перевод его в полужидкую массу (пульпу); • транспортирование и укладку (намыв) пульпы в сооружение или в отвал. В надводных забоях сухой грунт размывают гидромониторным способом (рис. 5.20). Основное технологическое средство – гидромонитор. 3 4 5 6 1 2 8 2 а 7 h 7 б L min L max L min L max L 8 в 9 Рис. 5.20. Гидромониторный способ разработки грунта: а – схема гидромонитора; б – встречный забой; в – попутный забой; 1 – водовод; 2 – гидроцилиндры управления; 3 – шарнирное сочленение ствола; 4 – рычаг; 5 – ствол; 6 – насадка ствола; 7 – гидромонитор; 8 – фронт забоя; 9 – канава отвода пульпы Разработку грунта можно производить встречным забоем, когда гидромонитор расположен на подошве забоя и размыв ведут снизу вверх, или попутным забоем, с расположением гидромонитора над фронтом забоя и размывом грунта сверху вниз. При подводных забоях используют землесосный способ, при котором грунт всасывается при помощи трубы землесоса, подвешенной на специальной стреле (рис. 5.21). Укладка грунта проис85 Глава 5. Земляные работы ходит в результате оседания его частиц из пульпы, когда скорость движения ее становится ниже критической величины. 4 1 2 5 7 6 8 3 Рис. 5.21. Землесосный способ разработки грунта: 1 – грунтозаборное устройство; 2 – всасывающий трубопровод; 3 – грунтовой насос; 4 – напорный пульпопровод; 5 – свайный ход; 6 – плавучий пульпопровод; 7 – береговой пульпопровод; 8 – укладка грунта Возведение насыпей способом намыва обеспечивает более значительную плотность грунта. В связи с этим к дополнительному уплотнению грунта не прибегают, а насыпи придают небольшой запас высоты на последующую усадку: 1,5 % при суглинистых и супесчаных грунтах и 0,75 % – при песчаных. 5.8. БУРЕНИЕ ГРУНТОВ Бурение осуществляют при исследовании грунтов и уровня грунтовых вод, водопонижении и устройстве свайных фундаментов, искусственном закреплении грунтов и т. п. Для этого в земле выполняют вертикальные, наклонные и горизонтальные цилиндри ческие выработки различных глубины и диаметра. Бурение выполняют в виде шпуров и скважин. Шпуры – это цилиндрические выработки диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Скважины – выработки более глубокие, диаметром, превышающим 75 мм. Верхнюю часть шпура или скважины называют устьем, нижнюю – забоем, боковые поверхности – стенками. По характеру образования буровых выработок выполняют бурение сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забоем всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде, при колонковом – грунт вырезают в виде цилиндра (керна) и извлекают из скважины целиком. При бурении породу разрушают механическим или физическим воздействием. 86 5.9. Закрытые способы разработки грунта Процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, транспортированию ее на поверхность, обеспечению устойчивости стенок буровых выработок и вспомогательных операций. Грунт в забое разрушают резанием, истиранием, ударами, сколом и комбинированным методом. Выброс на поверхность измельченного грунта выполняют двумя методами: гидравлическим, при котором грунт на поверхность вымывается, и сухим, когда измельченный грунт удаляют шнеком или сжатым воздухом. Механическое бурение ведут в основном следующими способами: ударно-вращательным, ударным, вращательным. Для осуществления данного процесса применяют станки ударно-вращательного и ударного бурения, пневматические бурильные молотки. Вращательный способ выполняют шнековым или роторным бурением с помощью самоходных установок или станков, а также колонковым. Физическими способами бурения являются термический и гидравлический. При термическом способе горные породы разрушают открытым пламенем, которое образуется в станках термического бурения. Температура пламени достигает 2000 ° С, а скорость выброса 2000 м/с. Гидравлический способ бурения основан на размывании забоя скважины водой, которую подают через колонну труб и специальную насадку. Гидромасса после размывания под давлением воды выжимается вдоль наружных стенок обсадной трубы. 5.9. ЗАКРЫТЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА Закрытые способы разработки грунта применяют при необходимости прокладки инженерных сетей, находящихся под дорогами, зданиями, водоемами. Иногда прокладка по данной траектории является единственной возможностью выполнить эти работы. В практике строительства применяют следующие закрытые способы разработки грунта: прокол, продавливание, пневмопробивку, бурение. 87 Глава 5. Земляные работы Прокол основан на образовании отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него домкратом трубы с коническим наконечником. При продавливании в грунт последовательно вдавливают звенья труб с их сваркой, разработкой грунта внутри трубы и удалением его через прокладываемую трубу шнековой установкой или путем размыва грунта внутри трубы с последующей откачкой. Пневмопробивку выполняют с использованием снаряда виброударного действия – пневмопробойника. Горизонтальное направленное бурение (ГНБ) – наиболее распространенный бестраншейный способ прокладки подземных коммуникаций, основанный на использовании специальных буровых установок (комплексов). Длина прокладки коммуникаций может быть от нескольких метров до нескольких километров, а диаметр – более 1200 мм. Сущность способа ГНБ заключается в том, что он позволяет выполнять бурение скважины по криволинейной траектории, обходя существующие в грунте препятствия. Кроме того, можно осуществлять полный контроль процесса бурения и устройства коммуникаций. Бурение скважины производят установками ГНБ (рис. 10, а, вклейка). Управление движением буровой коронки при образовании пилотной скважины осуществляют с помощью локационной системы (рис. 10, б, вклейка). В ее состав входит зонд, вмонтированный в буровую головку и подсоединенный кабелем к компьютеру, установленному в кабине оператора. При движении бура на монитор передается информация о местонахождении головки в каждый момент ее движения. Если движение отклоняется от проектного, оператор приостанавливает вращение штанги и добивается возвращения буровой коронки к нужному направлению. Обязательным условием бурения является применение бурового раствора в течение всего процесса бурения. Он представляет собой водную суспензию бентонитовой глины (бентонита) и химических добавок. Главное свойство бентонита – способность разбухать при смачивании. Впитывая воду, он увеличивается в объеме в 15–16 раз, создавая гелеобразную субстанцию. Бентонитовый раствор укрепляет стенки скважины, выносит шлам, исключает налипание измельченного грунта на буровой инструмент, уменьшает трение при протягивании трубопровода. 88 5.9. Закрытые способы разработки грунта Технологический процесс устройства коммуникаций методом ГНБ выполняют в следующем порядке (рис. 5.22): • бурение пилотной скважины; • установка расширителя (риммера); • протягивание штанги с расширителем в обратном направлении и расширение пилотной скважины; • крепление трубопровода (кабеля) к расширителю с помощью вертлюга (серьги); • протягивание коммуникаций через скважину; • отсоединение коммуникаций от буровой штанги. а Навигационное оборудование Резец Буровая труба Расширитель б Буровая труба Расширитель в Буровая труба Серьга Трубопровод г Рис. 5.22. Технологический процесс устройства коммуникаций методом ГНБ: а – бурение пилотной скважины; б – протягивание расширителя в пилотной скважине; в – затягивание трубопровода; г – готовый трубопровод 89 Глава 5. Земляные работы В зависимости от условий грунта и необходимого диаметра скважины расширение может быть выполнено за один или несколько проходов. 5.10. РАЗРАБОТКА ГРУНТА ВЗРЫВОМ Взрывной способ является одним из мощных средств механизации трудоемких строительных работ. Его применяют для разработки скальных пород, рыхления мерзлых грунтов, получения выемок способом массового выброса. Взрыв происходит в результате мгновенного превращения взрывчатого вещества в газ с выделением большого количества тепловой и механической энергии, которая разрушает и разбрасывает породу. Для осуществления взрыва используют взрывчатые вещества (ВВ) и средства взрывания (СВ). Взрывчатые вещества представляют собой механические смеси (аммоний, порох, динамит и др.) или химические соединения (тол, гексоген, пироксилин, нитроглицерин и др.). Они делятся на следующие основные группы: метательные, бризантные (дробящие) и промежуточные. Метательные ВВ имеют невысокую скорость взрывчатого разложения (до 2000 м/с). Для них характерно фугасное (метательное) действие, происходящее на некотором расстоянии от заряда. В качестве метательных ВВ в строительстве применяют дымный и бездымный порох. Бризантные ВВ имеют высокое взрывчатое превращение, происходящее с высокими сверхзвуковыми скоростями (до 8500 м/с) – это динамит, милинит, тол и др. Для таких ВВ характерно дробящее действие взрыва в непосредственной близости от заряда. Промежуточные ВВ обладают свойствами как метательных, так и бризантных. К ним относят аммонит, динамон, оксиликвит и др. В строительстве для взрывных работ, как правило, используют аммониты в порошкообразном, прессованном виде или в патронах массой 100–300 г. Для взрывов в мокрых местах или в воде используют динамит. Средства взрывания – это капсюли-детонаторы, электродетонаторы, детонирующий шнур, огнепроводный шнур и сред90 5.10. Разработка грунта взрывом ства его воспламенения, электровоспламенители, детонационное реле. В качестве источника тока для взрывных работ применяют подрывные машинки, аккумуляторы, для передачи тока – саперный электроосветительный провод и др. Взрывание зарядов ВВ можно осуществлять следующими способами: огневым, электрическим и с помощью детонирующего шнура. Огневой способ применяют для взрывания одиночных зарядов или разновременного взрывания группы зарядов. При огневом способе из капсюля-детонатора и огнепроводного шнура изготовляют зажигательную трубку, которая в соединении с патроном ВВ образует патрон-боевик. Последний вводится в заряд ВВ и взрывает его при воспламенении зажигательной трубки. Электрический способ применяют, когда необходимо взорвать большую серию зарядов на значительном расстоянии одновременно или с необходимым замедлением. Для этого используют замедлители взрывания и различные соединения электрических сетей. Взрывание с помощью детонирующего шнура производят без введения капсюля-детонатора в заряд ВВ. По времени взрывания отдельных зарядов различают мгновенное, короткозамедленное и замедленное взрывание. По действию, оказываемому на окружающую среду, различают заряды выброса, рыхления и камуфлеты. В зависимости от формы, величины и способа размещения заряда различают методы шпуровых, скважинных, щелевых, котловых и камерных зарядов. Метод шпуровых зарядов применяют на открытых и подземных разработках. Сущность его состоит в том, что удлиненные заряды располагают и взрывают в шпурах. Заряд ВВ не должен занимать более 2/3 глубины шпура. Верхнюю часть шпура заполняют забивкой: вначале песчано-глинистой смесью, а затем песком или буровой мелочью. Одиночные шпуровые заряды применяют для дробления отдельных камней или корчевания пней, групповые – для дробления и рыхления скальных и мерзлых грунтов. Количество зарядов, их 91 Глава 5. Земляные работы массу и расположение в грунте определяют специальными расчетами. Шпуровые заряды используют также для разрушения предназначенных к сносу зданий и сооружений. Метод скважинных зарядов применяют при взрывании массивов и для большого выхода равномерно раздробленной породы, например в карьерах для взрывания нерудного каменного материала. Этот метод отличается от шпурового только большими размерами скважин (диаметры скважин 75–300 мм, глубина до 30 м). Метод щелевых зарядов осуществляют при необходимости устройства нешироких траншей и рыхления мерзлого грунта в зимних условиях. Метод котловых зарядов используют при взрывании крепких пород, для которых требуется заряд ВВ значительной величины, не всегда умещающийся в шпуре или скважине рациональных размеров. В таком случае для полного размещения заряда ВВ приходится увеличивать забой до образования камеры шарообразной формы (котла). Забой увеличивают путем нескольких последовательных небольших взрывов (простреливание шпура или скважины). Недостаток этого метода – неравномерное дробление породы. Метод камерных зарядов применяют при массовых взрывах на выброс в карьерах, при проходке выемок, сооружении плотин. Взрыв на выброс заключается в использовании совместного действия крупных зарядов ВВ, располагаемых во взрываемом массиве в соответствии с формой и размерами требуемой выемки. Для размещения зарядов ВВ выполняют шурфы или штольни и зарядные камеры (минные камеры), в которых размещают большие объемы ВВ (до сотен тонн). Требования безопасности. Производство взрывных работ связано с определенной опасностью и требует тщательных расчетов. Должны быть обеспечены: • безопасность людей; • сохранность зданий, сооружений, оборудования, инженерных и транспортных коммуникаций, охрана природы. До начала взрывных работ определяют территорию опасной зоны, по ее периметру устанавливают ясно видимые предупреди92 5.11. Разработка грунта в зимних условиях тельные знаки (плакаты), а в опасных местах выставляют специальные посты. Взрывные работы должны выполнять специализированные организации по проектам, утвержденным в соответствующих инстанциях. Для укрытия взрывников и инженерно-технического персонала за пределами опасной зоны устраивают блиндажиубежища. Все работающие в опасной зоне должны знать подаваемые сигналы. 5.11. РАЗРАБОТКА ГРУНТА В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ Мерзлые грунты обладают следующими основными свойствами: повышенной механической прочностью, пластическими деформациями, пучением и повышенным электросопротивлением. При замерзании грунта затраты машинного времени на его разработку увеличиваются в несколько раз. Это ограничивает возможность применения землеройных и землеройно-транспортных машин, способствует быстрому износу деталей и удорожанию работ. Однако за счет того, что временные выемки в мерзлом грунте можно разрабатывать без откосов и водопонижения, общее удорожание земляных работ может быть не таким значительным. Песчаные, крупнозернистые и гравийные грунты содержат мало воды и при отрицательных температурах практически не смерзаются. Их зимняя разработка почти не отличается от летней. В зависимости от конкретных местных условий для разработки грунта в зимнее время применяют следующие методы: • предохранение грунта от промерзания; • оттаивание мерзлого грунта; • механическая разработка мерзлого грунта (рыхление с последующей разработкой, нарезка на блоки). Предохранение грунта от промерзания выполняют следующими способами: вспахиванием, утеплением, глубоким рыхлением, введением в грунт солевых растворов, устройством тепляков. Вспахивание ведут тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20–35 см с последующим боронованием на глубину 15–20 см. Это повышает термоизоляционный эффект на 18–30 %. Утепление грунта может выполняться теплоизоляционными материалами или путем задержания снега. Для утепления приме93 Глава 5. Земляные работы няют древесные опилки, листья, соломенные маты, сухой торф, шлак и др. Толщина слоя утеплителя составляет 20–40 см. В последнее время в качестве утеплителя применяют быстротвердеющую пену (пенопласт). Она обладает высокой пористостью и хорошо предохраняет грунт от промерзания. Слой пены толщиной 30–50 см отдаляет начало замерзания грунта на полтора-два месяца. Пену приготовляют и наносят с помощью пеногенерирующих установок. Это дорогостоящий метод, поэтому может применяться на небольших участках. Устройство тепляков осуществляют при небольших размерах выемок в плане. Методы оттаивания мерзлого грунта классифицируют по направлению распространения тепла в грунте и по виду теплоносителя. По н а п р а в л е н и ю р а с п р о с т р а н е н и я т е п л а оттаивание можно выполнять сверху вниз, снизу вверх и по радиальному направлению. По в и д у т е п л о н о с и т е л я различают следующие методы: огневой, электропрогрев, паровое оттаивание. Механические методы основаны на рыхлении мерзлого грунта с последующей разработкой землеройными и землеройно-транспортными машинами или нарезке грунта на блоки и их удалением. Рыхление можно осуществлять с использованием навесного оборудования – клыками-рыхлителями, клин-бабой, шаром-молотом или взрывом. Рыхление взрывом эффективно при более глубоком промерзании грунта. Нарезку на блоки мерзлого грунта выполняют во взаимно перпендикулярных направлениях бороздами глубиной 0,8 глубины промерзания. При этом образуются блоки шириной 0,6–1,0 м, которые затем удаляют экскаватором, краном или трактором. Размер блоков должен быть на 10–15 % меньше размера ковша экскаватора. При производстве работ в зимний период необходимо соблюдать следующие правила: • работы выполнять в течение самых сжатых сроков; • защищать стенки и дно выемок в пучинистых грунтах (глинистые, пески пылеватые и мелкие при наличии глинистых 94 5.12. Контроль качества земляных работ частиц) от промерзания в период всего производства работ нулевого цикла до обратной засыпки; • котлованы и траншеи отрывать участками таких размеров, чтобы было возможно в течение одной-двух смен смонтировать блоки фундаментов; • недобор грунта должен быть толщиной, которая предотвратит его промерзание на отметке подошвы фундаментов; • засыпать пазухи котлованов непучинистым талым грунтом толщиной не более 300 мм с послойным уплотнением немедленно после возведения фундаментов; при сборных фундаментах – после монтажа каждого ряда блоков; • производить засыпку пазух пучинистым грунтом только после согласования с проектной организацией, заказчиком и представителем технадзора с принятием специальных мер по защите фундаментов от морозного пучения грунтов. 5.12. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ При производстве земляных работ и устройстве оснований следует предусматривать надзор за строительными процессами и качеством работ. Состав, объем и способы контроля устанавливаются ППР в зависимости от уровня ответственности сооружения и категории сложности. При устройстве земляных сооружений должен осуществляться входной, операционный и приемочный контроль. Входной контроль выполняют путем проверки проектной, исполнительной документации и измерительным способом – земляных сооружений. При входном контроле осуществляют проверку: • высотного и планового положения возводимых земляных сооружений; • данных гидрогеологических изысканий и испытаний грунтов; • выноса в натуру основных элементов земляных сооружений и закрепления их на местности. Операционный контроль выполняют в ходе производства земляных работ или после их завершения персоналом строительной 95 Глава 5. Земляные работы организации и производственных лабораторий, оснащенных необходимыми приборами и оборудованием. При операционном контроле проверяют: • правильность расположения осей земляного полотна; • толщину снимаемого плодородного слоя грунта; • плотность грунта основания; • величину недоборов и переборов грунта в котловане; • влажность грунта; • ровность поверхности основания; • поперечный профиль земляного полотна (расстояние между осью и бровкой, поперечные уклоны, крутизну откосов); • правильность выполнения водоотвода и дренажей. Приемочный контроль предусматривает проверку исполнения технической документации и выборочную проверку качества производственных процессов. При этом выполняют контрольные замеры геометрических размеров земляных сооружений, проверку результатов лабораторных испытаний грунтов. При приемочном контроле проверяют: • соответствие размеров котлована (траншеи) проектной документации; • соответствие углов откоса котлована и въездной траншеи проектной документации; • соответствие фактического напластования и свойств грунтов указанным в отчете об инженерно-геологических изысканиях; • результаты лабораторных испытаний грунтов; • степень уплотнения грунта (коэффициент уплотнения). При приемочном контроле в составе исполнительной документации должны быть следующие документы: • журнал производства работ; • журналы на отдельные виды работ; • журнал авторского надзора; • журнал уплотнения грунтов; • протоколы испытаний грунтов основания; • акт сдачи-приемки геодезической разбивочной основы для строительства; • акт о соответствии выполненных внеплощадочных и внутриплощадочных работ (сокращенное название); • акты освидетельствования скрытых работ; • исполнительные геодезические съемки и схемы; 96 5.13. Требования безопасности и охрана окружающей среды • сертификаты соответствия (декларации о соответствии) на выполнение работ в строительстве (при необходимости) и др. Приемочный контроль устройства котлованов оформляют Актом промежуточной приемки ответственных конструкций, составленным комиссией из представителей заказчика, подрядчика, проектной организации и организации, выполнившей инженерно-геологические изыскания на площадке строительства. В Акте приемки котлована должны быть указаны все показатели приемочного контроля в соответствии с СТБ 1164.0. К акту должны быть приложены вышеперечисленные документы. Акт приемки котлована является документом, разрешающим производить устройство фундаментов. 5.13. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ При производстве земляных работ следует соблюдать требования положений ТКП 45-1.03-40, ТКП 45-1.03-44 и др. Наиболее опасными и вредными производственными факторами при выполнении земляных работ являются повреждение подземных сетей; работающие машины и механизмы; обрушение грунта; запыленность, загазованность; падение с высоты в котлован; недостаточная освещенность рабочих мест и др. Необходимо принимать меры для уменьшения их воздействия или для полной ликвидации. Производство земляных работ в зоне расположения подземных коммуникаций. Земляные работы можно начинать только после получения письменного разрешения организаций, ответственных за эксплуатацию данных коммуникаций, – ордера на производство земляных работ. К разрешению должен быть приложен план расположения коммуникаций, а до начала работ установлены знаки. Производитель работ и машинист экскаватора должны быть осведомлены о наличии под площадкой, где работает экскаватор, подземных коммуникаций. 97 Глава 5. Земляные работы Земляные работы в зонах действующих кабельных линий или газопровода следует осуществлять при наличии наряда-допуска, определяющего безопасные условия работ, под наблюдением работников организаций, эксплуатирующих эти коммуникации, и под непосредственным руководством лица, ответственного за безопасное производство работ. Разработка грунта в непосредственной близости от действующих подземных коммуникаций допускается только при помощи лопат, без применения ударных инструментов. Применение землеройных машин разрешается только по согласованию с организациями – владельцами коммуникаций. При случайном повреждении инженерных сетей или какого-либо подземного сооружения производитель работ должен немедленно прекратить работы, принять меры, обеспечивающие безопасность работников, сообщить о случившемся своему руководителю и в аварийную службу. В случае обнаружения коммуникаций, не указанных в проекте, земляные работы должны быть приостановлены, на место работ вызваны представители заказчика и организаций, эксплуатирующих данные коммуникации, и приняты меры по предохранению их от повреждения. При невозможности установить эксплуатирующую организацию следует вызвать представителя местного органа власти. Так же необходимо поступать и при выявлении взрывоопасных материалов, археологических и палеонтологических находок или объектов. При этом работы следует возобновлять только после получения разрешения от соответствующих органов. Требования безопасности при эксплуатации машин. Площадка, на которой устанавливают экскаватор, должна быть хорошо спланирована и осушена, в темное время – хорошо освещена. Вокруг экскаватора в радиусе, равном его максимальному радиусу копания плюс 5 м, обозначают опасную зону, в которой нахождение людей и выполнение других работ запрещается. На границе зоны должны быть установлены предупредительные знаки и плакаты, а в темное время – сигнальное освещение. Расстояние от ближайшей опоры машины (см. рис. 11.51) до основания откоса должно быть не менее указанного в таблице 5.3. 98 5.13. Требования безопасности и охрана окружающей среды Таблица 5.3 Наименьшее допустимое расстояние по горизонту от основания выемки до ближайшей опоры машины (lк), м Глубина котлована (hк), м Песчаные и гравийные грунты Супесь Суглинок Глина 1 2 3 4 5 1,5 3,0 4,0 5,0 6,0 1,25 2,4 3,6 4,4 5,3 1,0 2,0 3,25 4,0 4,75 1,0 1,5 1,75 3,0 3,5 Для обратной лопаты и драглайна высота забоя не должна превышать наибольшую глубину копания экскаватора. Машинист обязан следить за состоянием забоя. Не допускается образование козырьков грунта, при обнаружении их необходимо своевременно обрушать. Если возникнет опасность обрушения грунта, немедленно следует отвести экскаватор в безопасное место, после чего сообщить об этом производителю работ или мастеру. Во время погрузки грунта запрещается переносить ковш над кабиной водителя или людьми. Водитель должен выходить из автомобиля, если кабина не имеет броневого щита. Грунт на автомобиль следует грузить со стороны заднего или бокового борта. Запрещается нахождение людей между землеройной машиной и транспортным средством. Во время перерывов экскаватор отводят от края разрабатываемой выемки не менее чем на 2 м, а ковш опускают на грунт. Работа бульдозера не допускается в опасной зоне работающего экскаватора. При разработке, транспортировании, выгрузке, планировке и уплотнении грунта двумя и более самоходными или прицепными машинами (скреперы, грейдеры, катки, бульдозеры и др.), идущими одна за другой, расстояние между ними должно быть не менее 10 м. При засыпке выемок машинист бульдозера обязан убедиться в отсутствии в них людей, оборудования, инструмента, строительных материалов. При разгрузке грунта автомобили-самосвалы следует устанавливать не ближе 1 м от бровки естественного откоса. Обеспечение устойчивости откосов. Это важное условие безопасности земляных работ, так как обрушение может произойти 99 Глава 5. Земляные работы мгновенно. Во время работы производитель работ или бригадир обязаны постоянно вести наблюдение за состоянием откосов котлованов, принимая в необходимых случаях меры для предотвращения самопроизвольных обвалов. С этой целью следует обеспечить отвод поверхностных и грунтовых вод, исключить размыв грунта. Отвалы грунта, машины, механизмы и другое оборудование допускается размещать за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии, установленном в ППР, но не менее 0,6 м. Конструкции крепления вертикальных стенок выемок были представлены в подпункте 5.3.4. При глубине до 3 м они должны быть выполнены по типовым проектам, при большей глубине, а также в сложных гидрогеологических условиях – по индивидуальным. Крепления откосов необходимо устанавливать в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 0,5 м. Разборку креплений следует производить снизу вверх по мере обратной засыпки грунта. Количество одновременно удаляемых досок не должно превышать трех, а в неустойчивых грунтах – одной. Разборку креплений необходимо выполнять в присутствии мастера или производителя работ. Выемки, разработанные в зимнее время, при наступлении оттепели должны быть осмотрены и приняты меры по обеспечению устойчивости откосов или креплений. Разработка котлованов и траншей. При разработке грунта вручную не допускается производство работ одним человеком в выемках глубиной 1,5 м и более. Места прохода через выемки должны быть оборудованы переходными мостиками в соответствии с ППР. Для прохода в выемки необходимо устанавливать трапы или маршевые лестницы шириной не менее 0,6 м с ограждениями или приставные лестницы. Последние должны быть прочно закреплены и на 1 м возвышаться над выемкой. Трапы (маршевые лестницы) должны иметь поручни высотой 1,1 м, проходы на рабочих местах – ширину в свету не менее 0,6 м. При разработке выемок в населенных пунктах необходимо устанавливать сплошное ограждение из инвентарных щитов, световую сигнализацию. 100 5.13. Требования безопасности и охрана окружающей среды На участках с возможным патогенным заражением почвы (свалки, скотомогильники, кладбища и т. п.) перед началом производства земляных работ необходимо получить разрешение органов госсаннадзора Республики Беларусь. При выполнении работ в глубоких выемках, где могут оказаться отравляющие газы, до начала работ исследуют воздух на их наличие. Это осуществляют специальными приборами, например ШИ-1. Не разрешается выполнять проверку газов по запаху или опусканием горящих предметов. Обнаруженные газы необходимо удалить и снова проверить их наличие. Работа должна производиться по наряду-допуску бригадой из трех человек. Рабочие, находящиеся в котловане (колодце), должны быть снабжены спасательными поясами с прикрепленными к ним страховочными веревками. На поверхности должны находиться не менее двух человек, готовых в случае опасности немедленно оказать помощь. При электропрогреве грунта не допускается находиться на участках прогреваемой площади под напряжением. Разрешается приближаться на расстояние 3 м от контура прогреваемого участка. При этом участок должен быть огражден, вывешены предупредительные надписи и знаки, а в темное время суток – сигнальное освещение. Обратная засыпка грунта может выполняться только с разрешения мастера или прораба и в его присутствии, при этом необходимо убедиться, что в выемке нет людей. Односторонняя засыпка пазух фундаментов допускается после осуществления мероприятий, обеспечивающих устойчивость конструкций. Требования по охране окружающей среды. Особое значение охрана окружающей среды имеет при разработке грунта. Решения по охране окружающей среды при производстве земляных работ устанавливаются в ПОС. Охрана окружающей среды – это система мер, направленная на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и окружающей средой, обеспечивающая сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование природных и территориальных ресурсов. Она должна осуществляться с целью поддержать экологическое равновесие, а также предупредить вредное влияние деятельности общества на природу и здоровье человека. 101 Глава 5. Земляные работы Плодородный слой грунта на площади, занимаемой выемками, до начала земляных работ должен быть снят в размерах, установленных в проектной документации. Он должен быть перемещен в отвалы для последующего использования при благоустройстве и повышения плодородия почвы. Допускается не снимать плодородный слой при его толщине до 100 мм, при разработке траншей шириной по верху до 1 м, на низкоплодородных почвах и на заболоченных участках. Хранение плодородного грунта должно осуществляться в соответствии с действующими стандартами. Бурты необходимо защищать от эрозии, подтопления, загрязнения. Запрещается использовать плодородный слой для подсыпок, различных постоянных и временных сооружений. В процессе производства работ необходимо соблюдать требования действующих нормативов в целях защиты природы от вредных выбросов в грунты, подземные и поверхностные воды, атмосферу. После завершения строительства необходимо проводить работы по рекультивации земель и восстановлению окружающей среды. 102 ГЛАВА 6. СВАЙНЫЕ РАБОТЫ 6.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ СВАЙ Сваи применяют в слабых грунтах в качестве фундаментов. Кроме того, их используют для повышения несущей способности слабых грунтов, укрепления стенок выемок от обрушения, ограждения пространств от доступа воды и др. Технология устройства свайных фундаментов прошла долгий путь от примитивных способов забивки деревянных свай до современных методов, основанных на использовании эффективных средств механизации. Именно создание высокопроизводительных установок привело к тому, что область применения свайных фундаментов значительно расширилась. Использование свайных фундаментов позволяет снизить объем земляных работ до 70 %, расход бетона – до 30 %. Трудоемкость работ снижается в несколько раз, соответственно сроки строительства и стоимость работ также сокращаются. Свайный фундамент состоит из свай и ростверка. Он служит для распределения и передачи нагрузки от сооружений на основание. Ростверк – конструкция верхней части свайного фундамента в виде бетонной или железобетонной плиты либо балки, объединяющей сваи в одну устойчивую систему и служащей для равномерной передачи нагрузки на сваи. При безростверковом фундаменте роль ростверка выполняют стеновые панели поперечных стен первого этажа. Сваи классифицируют следующим оборазом. П о с п о с о б у у с т р о й с т в а: погружаемые, набивные, сваи в выштампованных и вытрамбованных скважинах. Погружаемые сваи изготовляют на заводе, набивные – непосредственно на строительной площадке. 103 Глава 6. Свайные работы Погружение свай выполняют ударным, безударными и комбинированными методами (см. п. 6.2). Сваи, погружаемые ударным методом, называют забивными. Набивные сваи бетонируют в предварительно пробуренных скважинах. Набивные железобетонные сваи чаще всего применяют для фундаментов глубокого заложения и при передаче больших сосредоточенных нагрузок на грунт, а также при ведении работ вблизи существующих зданий, когда нежелательны динамические нагрузки на грунт. Сваи в выштампованных и вытрамбованных скважинах могут быть набивные и забивные. Их устраивают после предварительного образования скважин путем выштамповывания или вытрамбовывания (см. п. 6.4). П о с п о с о б у п е р е д а ч и н а г р у з к и: сваи-стойки, сваи, защемленные в грунте (рис. 6.1). 1 1 2 УГВ УГВ 2 3 4 F F F F F F 4 5 R R R R R а б 5 Рис. 6.1. Схемы работы свай: а – сваи-стойки; б – сваи, защемленные в грунте: 1 – растительный грунт; 2 – водоносный песок; 3 – торф; 4 – слабый суглинок; 5 – ска ла; R – сопротивление грунта; F – сила трения между боковой поверхностью сваи и грунтом Сваи-стойки опираются на прочные малосжимаемые грунты и передают нагрузку на основание через торцы. Защемленные в грунте сваи опираются на сжимаемые грунты и передают нагрузку на грунт торцом и боковой поверхностью. П о м а т е р и а л у: бетонные и железобетонные, деревянные, металлические, щебеночные, грунтовые, комбинированные сваи (рис. 11, вклейка). 104 6.1. Назначение и виды свай По форме попереч ного моугольные, квадратные с круглой чения, тавровые и двутавровые. По форме продольного цилиндрические, пирамидальные, ные, булавовидные и др. (рис. 6.2). с е ч е н и я: квадратные, пряполостью, полые круглого сес е ч е н и я: призматические, трапецеидальные, ромбовид- Рис. 6.2. Виды свай по форме продольного сечения П о н а п р а в л е н и ю у с т р о й с т в а: вертикальные, нак лонные. Наклонные сваи используют при воздействии на фундамент значительных горизонтальных сил. П о к о н с т р у к т и в н ы м о с о б е н н о с т я м: цельные и составные (из отдельных секций). Применение составных свай обусловлено простотой изготовления и транспортирования коротких звеньев, а также возможностью погружать сваи с помощью оборудования меньшей грузоподъемности и высоты. П о в и д у а р м и р о в а н и я (железобетонные сваи): с напрягаемой и ненапрягаемой арматурой. П о р а с п о л о ж е н и ю в п л а н е: ленточные (под стены), кустовые (под колонны, столбы). 105 Глава 6. Свайные работы Деревянные сваи изготовляют из древесины хвойных пород (сосны, ели, лиственницы, пихты) диаметром 22–34 см и длиной 6,5 и 8,5 м. Металлические сваи применяют в портовом, мостовом, энергетическом строительстве, при возведении телебашен, радиомачт. Это стальные трубы диаметром 25–100 см, рельсы, двутавры, винтовые сваи. Стальной шпунт применяют для устройства водонепроницаемых стенок (см. рис. 5, вклейка). В строительстве наиболее широко распространены железобетонные сваи квадратного сечения 20 × 20–60 × 60 см, длиной 3–16 м (рис. 6.3, а). Их изготовляют из тяжелого бетона с армированием металлическими каркасами. В плотных грунтах и при малых нагрузках применяют полые сваи квадратного или трубчатого (рис. 6.3, б) сечения, изготовленные способом центрифугирования. Наружный диаметр таких свай может доходить до 80 см, длина – 2–6 м. 1 2 а б в 3 Рис. 6.3. Железобетонные сваи: а – квадратного сечения; б – трубчатого сечения; в – армированная свая; 1 – арматурная сетка; 2 – петля для поднятия сваи; 3 – кольцевая обойма Геометрические размеры свай по длине должны быть кратны 100 мм, а по размерам поперечного сечения – 50 мм. Расстояния между сваями при ленточном расположении необходимо назначать с учетом способа сопряжения их с ростверком, действующих нагрузок, технологических условий 106 6.2. Технология погружения свай строительства и конструктивных особенностей сооружения. Например: • для готовых свай заводского изготовления и набивных свай d ≤ 800 мм, защемленных в грунте – 3d; свай-стоек – 1,5d между осями (d — диаметр); • для свай с уширениями в верхней части и наклонных свай – 100–200 мм в свету между верхом оголовков (наклонных свай). Запрещается располагать сваи под проемами в стенах подвалов (технических этажей и др.) без соответствующих расчетов. Сваи обозначают марками, которые состоят из буквенноцифровых групп. Буквы в обозначении марок цельных свай и элементов составных свай означают тип свай: • С – прямоугольного (квадратного) сплошного сечения, цельные и составные, без поперечного армирования ствола; • СП – прямоугольного (квадратного) сплошного сечения, цельные и составные с поперечным армированием ствола; • СК – круглого сплошного сечения, цельные, составные и др. Пример условного обозначения (марки) свай при заказе: свая типа С длиной 6000 мм, размером поперечного сечения 350 × 350 мм, с арматурой класса S800 и обозначением стандарта: С60.35-S800 СТБ 1075. 6.2. ТЕХНОЛОГИЯ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ Погружение свай осуществляют ударным, безударными и комбинированными методами. К безударным методам (рис. 6.4) относят: • вибрационный; • вдавливание; • завинчивание; • метод подмыва; • метод электроосмоса. Могут применяться и комбинированные методы, такие как виброударный, вибровдавливание и др. Основными факторами, определяющими выбор метода погружения свай, являются физико-механические свойства грунта, вид свай, глубина их погружения, объемы свайных работ. 107 Глава 6. Свайные работы а б в г Вода – + Вода д е ж Рис. 6.4. Безударные методы погружения свай: а – вибрационный; б – виброударный; в – вдавливание; г – вибровдавливание; д – завинчивание; е – подмывом; ж – электроосмосом 6.2.1. Ударный метод Ударный метод наиболее распространенный. Он основан на создании ударной нагрузки, под действием которой свая своей нижней частью погружается в грунт. Оборудование для забивки свай. Для забивки свай применяют специальные устройства – копры, которые бывают мостовые, на рельсовом ходу, самоходные – на базе кранов, тракторов, экскаваторов и автомашин со стрелой длиной 9–18 м (рис. 6.5). Копры имеют механические устройства для подтаскивания и подъема сваи на необходимую высоту, закрепления головы сваи в наголовнике, выравнивания стрелы со сваей перед забивкой. Основной конструктивной частью копровой установки является молот. Молот создает ударную нагрузку на оголовок сваи – его опускают и поднимают по мере забивки сваи. Применяют механические, паровоздушные, гидравлические и дизель-молоты. Механические (подвесные) молоты применяют редко – при небольших объемах работ. Ударная часть свободно падающего молота позволяет забивать сваи до 12 м в грунтах средней плотности. Скорость забивки составляет 10–15 ударов/мин. У паровоздушных молотов ударной частью является поршень. Они бывают одиночного и двойного действия. В молотах одиночного действия поршень опускается в результате собственного 108 6.2. Технология погружения свай веса, а поднимается под воздействием пара или сжатого воздуха. Скорость забивки – около 30 ударов/мин. В молотах двойного действия ударная часть опускается за счет собственного веса и воздействия пара или воздуха, а поднимается за счет пара или воздуха. Скорость забивки – около 300 ударов/мин (количество ударов можно регулировать). 6 2 2 1 3 7 5 9 8 4 а 6 6 6 7 2 2 11 7 15 7 2 10 13 10 14 5 12 в 5 б 5 г 10 16 17 д Рис. 6.5. Сваебойные копровые установки: а – мостовая; б – рельсовая универсальная; в – на базе экскаватора; г – на тракторе; д – на автомобиле; 1 – кабина; 2 – копровая мачта; 3 – мост; 4 – рельсовый путь; 5 – свая; 6 – наголовник с блоками; 7 – молот; 8 – ходовая тележка; 9 – поворотная платформа; 10 – базовая машина; 11 – стрела; 12 – распорка; 13 – гидроцилиндр; 14 – выдвижной механизм; 15 – гидроцилиндр подъема и наклона стрелы; 16 – механизм подъема сваи; 17 – подвижная рама Механические и паровоздушные молоты в настоящее время постепенно заменяются гидравлическими и дизель-молотами изза их высокой производительности и простоты эксплуатации. Принцип работы гидромолота заключается в использовании энергии движущейся с большой скоростью массивной ударной ча109 Глава 6. Свайные работы 110 h h сти за счет давления рабочей жидкости на ее поршень. Рабочая жидкость подается от насоса и гидроаккумулятора. Дизель-молоты бывают штанговые и трубчатые. Ударная часть штанговых молотов – подвижный Q Q цилиндр, перемещающийся в направляющих штангах (рис. 6.6, а). При падении цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания воспламеняется смесь воздуха и топлива, при этом цилиндр подбрасывается вверх, поа б сле чего цикл повторяется (50– Рис. 6.6. Схемы передачи 60 ударов/мин). пог ружающих сил на сваи В трубчатых молотах неподпри использовании дизель-молотов: вижная часть – цилиндр, пода – штангового; б – трубчатого вижная – поршень (рис. 6.6, б). При перемещении поршня происходит сгорание топлива в камере, при этом возникает удар. По сравнению со штанговыми, трубчатые молоты обладают более значительной энергией удара и частотой (40–50 ударов/мин). Для смягчения удара и предохранения головы сваи от разрушения следует применять наголовники с прокладками из древесины твердых пород. Вес дизель-молота должен превышать суммарную массу сваи и наголовника: для трубчатых – не менее чем в 2 раза; для штанговых – не менее чем в 3 раза. Технологический процесс забивки свай. До начала работ по устройству свайных фундаментов должны быть выполнены следующие подготовительные процессы: • геодезическая разбивка осей здания и осей свайного поля; • определение местоположения свай (места забивки свай должны быть надежно закреплены на местности деревянными колышками); • транспортирование и раскладка свай у мест забивки (рис. 6.7); • подготовка свай к погружению; • устройство путей для перемещения копровой установки. 6.2. Технология погружения свай 2 4 3 5 2 6 1 Погруженные сваи Направление 10 м движения копра Рис. 6.7. Схема организации работ при забивке свай: 1 – сваи, разложенные к подаче на копер; 2 – штабель свай; 3 – гусеничный кран; 4 – автотранспорт доставки свай; 5 – траектория перемещения свай краном; 6 – копер В начале производства работ следует забивать от 5 до 20 пробных свай (количество устанавливается проектом), расположенных в разных точках строительной площадки, с регистрацией количества ударов на каждый метр погружения. Подсчет общего количества ударов при погружении остальных свай не производится. Для свай длиной более 25 м дополнительно осуществляется регистрация количества ударов на каждый метр на последних 3 м погружения. Результаты измерений фиксируют в Журнале работ. Технологический процесс погружения свай включает следующие основные операции: • подтягивание сваи к копру; • подъем и выверку сваи в проектной точке; • собственно забивку; • измерение глубины погружения сваи; • испытание свай (если это необходимо); • срубку голов свай (при необходимости). Сваю начинают забивать после ее установки и выверки с медленного опускания молота на наголовник. Центр тяжести свайного молота должен совпадать с направлением забивки сваи. Первые удары делают на небольшой высоте подъема молота (0,4–0,5 м), пока свая не получит правильное направление. После погружения сваи на глубину 1 м силу удара молота увеличивают до максимальной. 111 Глава 6. Свайные работы От каждого удара свая погружается на определенную глубину, которую называют отказом сваи. При отказе забиваемых элементов менее 0,2 см необходимо применять дополнительные меры, облегчающие погружение свай: подмыв, лидерные скважины и др. Сваи погружают до получения расчетного (проектного) отказа. Отказ определяют делением величины погружения сваи от серии ударов на количество ударов в этой серии и измеряют в сантиметрах. В конце забивки, когда величина отказа сваи близка к расчетной, его измеряют с точностью до 1 мм. Серию ударов, выполняемых для замера средней величины отказа, называют залогом. При забивке свай паровоздушными молотами одиночного действия или дизельными последний залог принимают равным 30 ударам, а отказ определяют как среднее значение от 10 последних ударов в залоге. При забивке свай молотами двойного действия продолжительность последнего залога должна приниматься равной 3 мин, а отказ следует определять как среднее значение глубины погружения сваи от одного удара в течение последней минуты в залоге. Сваи с отказом больше расчетного должны подвергаться контрольной добивке после «отдыха» их в грунте. В том случае, если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектная организация должна установить необходимость контрольных испытаний свай и корректировки проекта свайного фундамента или его части. Для измерения отказов на боковой поверхности сваи наклеивают полоски с миллиметровыми делениями. Более точные результаты дают специальные приборы – отказомеры, которые позвоЗа л ляют определять упругие и остаточные ог деформации. Они представляют собой За л ог мерную линейку, вдоль которой перемещаются указатели отказов (рис 6.8). За л ог Кроме того, величину отказа свай можно определить нивелиром, гидравлиРис. 6.8. Приспособление ческим уровнем, натянутой на уровне для определения величины отказа сваи земли проволокой. 112 6.2. Технология погружения свай Последовательность забивки свай. Сваи погружают в определенной последовательности, которая зависит от технических характеристик сваепогружающих механизмов, свойств грунта, а также расположения свай в свайном поле. Применяют следующие схемы забивки свай: рядовую, секционную, спиральную. Рядовую схему (рис. 6.9, а) применяют при строительстве линейных сооружений в несвязных грунтах (глинах и суглинках). Забивку выполняют последовательно рядами, по захваткам. Такая схема может привести к неравномерной осадке основания. Секционную схему (рис. 6.9, б) применяют при устройстве свайных полей на больших площадках, в связных грунтах с пропуском одного ряда между секциями. При этом сначала разбивают свайное поле на секции, забивая сваи в граничных рядах, а затем последовательно забивают в пределах секции. Эта схема исключает неравномерное нарушение структуры грунта. Спиральную схему (рис. 6.9, в) применяют при кустовом расположении свай (под тяжелые колонны) от центра куста по спирали наружу или наоборот. Она позволяет получить минимальную протяженность пути сваепогружающей установки. Забивка от края к центру характерна значительным уплотнением грунта в центральной зоне, поэтому применяется в слабых водонасыщенных грунтах; забивка от центра к краю – в слабосжимаемых грунтах, поскольку сваи в процессе забивки могут отклоняться из-за неравномерного уплотнения грунта со стороны забитых свай. а б в Рис. 6.9. Схемы забивки свай: а – рядовая; б – секционная; в – спиральная 6.2.2. Вибрационный и виброударный методы Вибрационный метод применяют при устройстве свайных фундаментов в легких несвязных грунтах, которые поддаются вибрации, а также в водонасыщенных грунтах. Его широко исполь113 Глава 6. Свайные работы зуют для погружения металлического шпунта, свай-оболочек большого диаметра в гидротехническом строительстве. Данный метод характеризуется небольшими энергетическими затратами. При вибрационном методе сваи погружают с помощью специальных электромеханических машин – вибропогружателей, которые, оказывая динамическое воздействие на сваю, уменьшают трение между боковой поверхностью сваи и грунтом. Вибропогружатель подвешивают к мачте сваепогружающего агрегата (рис. 6.10, а) и соединяют со сваей с помощью наголовника (рис. 6.10, б). Более универсальным является виброударный метод, который основан на использовании вибромолотов (рис. 6.10, в). 4 5 9 1 6 7 8 б 3 10 2 3 11 12 9 а в 8 3 Рис. 6.10. Вибропогружение свай: а – сваепогружающая установка; б – вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой; в – вибромолот; 1 – вибропогружатель; 2 – экскаватор; 3 – свая; 4 – электродвигатель; 5 – пригрузочные плиты; 6 – вибратор; 7 – дебалансы; 8 – наголовник; 9 – пружины; 10 – ударная часть с электродвигателем; 11 – боек; 12 – наковальня Вибромолоты бывают электрические, пневматические, гидравлические. Их применение позволяет ускорить процесс погружения сваи, так как они оказывают не только вибрационное, но и ударное действие, когда ударник периодически 114 6.2. Технология погружения свай ударяет по наковальне наголовника сваи. Вибромолоты могут также самонастраиваться, т. е. увеличивать энергию удара с повышением сопротивления грунта. Масса ударной части вибромолота должна быть не менее 50 % массы сваи и составлять 650–1350 кг. 6.2.3. Методы вдавливания и вибровдавливания Методы вдавливания и вибровдавливания применяют для коротких свай (3–5 м). Метод вдавливания основан на создании вдавливающих нагрузок на погружаемую сваю, превышающую в 1,5–2,0 раза расчетную несущую способность погружаемой сваи. При данном методе увеличивается точность погружения, снижается уровень шума и вибрации. Для вдавливания свай используют различные типы несамоходных и самоходных установок на базе тракторов, экскаваторов и кранов (рис. 12, вклейка). Сваевдавливающие установки должны иметь большую массу. Вибровдавливание осуществляют с использованием вибропогружателя. Свая погружается за счет собственной массы, массы вибропогружателя и усилий, создаваемых сваевдавливающими установками. Одновременно на сваю воздействует вибрация. Для облегчения вдавливания в плотных грунтах предварительно пробуривают лидерную скважину, которая уменьшает сопротивление грунта и одновременно является направляющей для погружения сваи. 6.2.4. Метод завинчивания Метод завинчивания применяют в тех случаях, когда сваи могут работать на выдергивание (например, под фундаменты мачт линии электропередачи), при длине свай до 8 м. Агрегаты для завинчивания монтируют на базе автомобилей или других самоходных средств (рис. 6.11). Сваи, имеющие винтовые наконечники, погружают в грунт путем вращения. Этот метод может применяться с использованием инвентарной металлической оболочки, которая одевается на сваи. При необходимости такой метод предполагает вывинчивание свай. 115 Глава 6. Свайные работы 520 450 2 1200 а 1 3 1080 120 в 5 4 б Рис. 6.11. Схема процесса завинчивания свай: а – конструкция наконечника при погружении в слабые грунты; б – схема погружения сваи; в – завинчивание сваи; 1 – редуктор наклона рабочего органа; 2 – рабочий орган (кабестан); 3 – свая; 4 – наконечник сваи; 5 – выносные опоры 6.2.5. Метод подмыва Погружение свай подмывом применяют в несвязных и малосвязных грунтах – песчаных и супесчаных. При погружении свай подмывом грунт разрых ляют и частично вымывают струями воды, вытекающими под давлением из нескольких трубок (2–4 шт.) диаметром 38–63 мм, закрепленных на свае (см. рис. 6.4, е). При этом сопротивление грунта по боковым поверхностям и у острия сваи снижается, за счет собственной массы и массы установленного на ней молота она более легко погружается. Погружение подмывом осуществляют только до заданного уровня (на 0,5–2,0 м), а затем с помощью сваебойной установки забивают сваю до проектной глубины. При таком методе производительность погружения возрастает на 30–40 % по сравнению с чистой забивкой. Применение данного метода не допускается при угрозе просадки близлежащих сооружений, а также на просадочных грунтах. Применение подмыва допускается на участках, удаленных от существующих зданий и сооружений на расстояние не менее 20 м и не менее удвоенной глубины погружения свай. В конце погружения подмыв следует прекратить, после чего сваю необходимо допогрузить молотом или вибропогружателем до получения расчетного отказа без применения подмыва. 116 6.3. Технология устройства набивных свай 6.2.6. Метод электроосмоса Метод электроосмоса применяют при погружении свай в глинистые грунты (см. рис. 6.4, ж). При этом методе одну сваю, уже погруженную, подключают к положительному полюсу электрической сети, и она выступает в качестве анода, а другую, подготовленную для погружения в грунт, к отрицательному полюсу – катоду. При прохождении электрического тока происходит перераспределение влажности грунта от сваи-анода к свае-катоду. Погружение сваи-катода облегчается, так как вокруг нее возникает водонасыщенная зона и при этом уменьшается трение сваи о грунт. У сваи-анода образуется зона со сниженной влажностью. После прекращения подачи тока влажность грунта восстанавливается и несу щая способность сваи-катода возрастает. 6.3. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ Набивные сваи устраивают на строительной площадке путем укладки (набивания) в заранее изготовленные скважины бетона (грунта). Они бывают бетонные, железобетонные, грунтовые. Основные достоинства набивных свай: • отсутствие динамического воздействия на окружающую грунтовую среду и возможность применения в стесненных условиях; • не требуется использование тяжелого сваепогружающего оборудования; • возможность устройства свай любой длины и формы. К недостаткам набивных свай можно отнести высокую трудоемкость буровых работ, необходимость крепления скважин в неустойчивых грунтах, сложность бетонирования свай в водонасыщенных грунтах. В зависимости от технологии устройства набивные сваи бывают следующих видов: • буронабивные; • пневмотрамбованные; • вибротрамбованные; • частотрамбованные; • песчаные и грунтобетонные; • сваи в выштампованных и вытрамбованных скважинах. 117 Глава 6. Свайные работы Технологию устройства свай выбирают на основе техникоэкономических исследований, данных инженерно-геодезических изысканий, возможностей строительной базы района, наличия агрегатов. Буронабивные сваи. Сваи устраивают путем бурения скважин до заданной отметки с последующим бетонированием. Существуют следующие способы устройства буронабивных свай: • сухой (без крепления стенок скважины); • с применением глинистого раствора (для предотвращения обрушения стенок скважины); • с укреплением скважин обсадными трубами. Сухой способ более распространенный, применяется в устойчивых грунтах. Сваи бетонируют длиной до 30 м и диаметром 400–1200 мм. Первоначально выполняют бурение скважины заданного диаметра до проектной отметки (рис. 6.12). Затем проверяют соответствие проекту фактических размеров скважин, отметки их устья (место пересечения скважиной земной поверхности) и забоя (нижняя отметка скважины), а также расположение каждой скважины в плане. Кроме того, необходимо установить соответствие типа грунта основания данным инженерно-геологических изысканий (при необходимости с привлечением геолога). В неустойчивых грунтах бетонирование свай должно производиться не позднее 8 ч после окончания бурения, а в устойчивых грунтах – не позднее 24 ч. После приемки скважины устанавливают арматурный каркас и скважину бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ). Бетонолитная труба для подачи бетонной смеси состоит из отдельных секций (2,4–6,0 м), скрепленных болтами или замковыми соединениями. Первая секция оборудована бункером, через который подается бетонная смесь из бетоносмесителя. На воронке закреплены вибраторы для уплотнения бетонной смеси. По мере бетонирования трубу извлекают, а секции снимают. Голову сваи бетонируют, используя специальный кондуктор. Набивные сваи любого типа следует бетонировать без перерывов. При расположении свай одна от другой менее чем на 1,5 м их устраивают через одну, чтобы не повредить забетонирован118 6.3. Технология устройства набивных свай ные. Пропущенные скважины бетонируют после набора необходимой прочности бетона ранее забетонированных свай. 1 2 1 8 9 а 3 4 4 5 12 11 10 7 4 б 8 8 10 2 7 11 6 в г д 13 е Рис. 6.12. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом: а – бурение скважины; б – разбуривание уширенной полости; в – установка арматурного каркаса; г – установка бетонолитной трубы с вибробункером; д – бетонирование скважины методом вертикально перемещающейся трубы; е – подъем бетонолитной трубы; 1 – буровая установка; 2 – привод; 3 – шнековый рабочий орган; 4 – скважина; 5 – расширитель; 6 – уширенная полость; 7 – арматурный каркас; 8 – стреловой кран; 9 – кондуктор-патрубок; 10 – вибробункер; 11 – бетонолитная труба; 12 – бадья с бетонной смесью; 13 – уширенная пята сваи С применением глинистого раствора буронабивные сваи устраивают в слабых водонасыщенных грунтах, когда возникает необходимость крепления стенок скважины для предохранения их от обрушения. Для этого применяют насыщенный раствор бентонитовых глин, который образует на стенках скважины глинистую корку. Раствор поступает в скважину по пустотелой буровой штанге под давлением и, поднимаясь при ее заполнении вдоль стенок, образует плотный слой (рис. 6.13). Выходя на поверхность, он попадает в зумпф-отстойник, откуда снова насосом подается в скважину для дальнейшей циркуляции. Обязательным требованием является проверка качества приготовления раствора. 119 Глава 6. Свайные работы 2 3 1 7 4 9 11 10 5 6 а 8 11 8 б 10 в г д Рис. 6.13. Технологическая схема устройства буронабивных свай под глинистым раствором: а – бурение скважины; б – устройство расширенной полости; в – установка арматурного каркаса; г – установка вибробункера с бетонолитной трубой; д – бетонирование скважины методом ВПТ; 1 – скважина, 2 – буровая установка; 3 – насос; 4 – глиносмеситель; 5 – приямок для глинистого раствора; 6 – расширитель; 7 – штанга; 8 – стреловой кран; 9 – арматурный каркас; 10 – бетонолитная труба; 11 – вибробункер После завершения формирования скважины в нее при необходимости устанавливают арматурный каркас, после чего бетонируют методом ВПТ. Менее трудоемкий способ устройства – применение обсадных труб. Секции труб помещают в грунт, наращивая их по мере опускания. При необходимости для повышения несущей способности сваи можно устраивать с уширенной нижней частью – пятой. Уширение выполняют специальными уширителями, входящими в состав бурового инструмента. Уширение сваи также можно выполнить с использованием взрывчатого вещества – камуфлетного взрыва (рис. 6.14). Для этого в скважину устанавливают обсадную трубу так, чтобы ее нижний конец не доходил до дна на 1,2–1,5 м, т. е. был за пределами действия камуфлетного взрыва. На дно помещают взрывчатое вещество расчетной массы, а скважину заполняют сверху бетонной смесью на 1,5–2,0 м. После взрыва образуется сферическая полость, которая заполняется бетоном из обсадной трубы, при этом 120 6.3. Технология устройства набивных свай дополнительно уплотняется грунт. Последующее бетонирование скважины выполняют традиционным способом. 1 2 3 а б в Рис. 6.14. Схема образования камуфлетной пяты: а – обсадная труба; б – скважина, запол ненная бетонной смесью; в – образование камуфлетной пяты; 1 – обсадная труба с воронкой; 2 – заряд взрывчатого вещест ва; 3 – камуфлетная пята В настоящее время практическое применение получили буронабивные сваи с инъекционным упрочнением грунта. Такие сваи устраивают с использованием традиционной технологии и дополнительного нагнетания в грунт под нижние концы сваи цементного раствора. Пневмотрамбованные сваи. Применяют в водонасыщенных грунтах. Бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при повышенном давлении воздуха (0,25–0,3 МПа), который подают через компрессор. Затем ее подают небольшими порциями через специальное устройство – шлюзовую камеру, действующую по принципу пневмонагнетательных установок, применяемых для транспортирования бетонной смеси. Шлюзовая камера оборудована специальными клапанами, которые, открываясь и закрываясь, выжимают бетонную смесь в скважину. Вибротрамбованные сваи. Устраивают в сухих связных грунтах глубиной 4–6 м. В грунт погружают обсадную трубу с использованием вибропогружателя, подвешенного к экскаватору. На нижнем конце трубы имеется железобетонный башмак. После погружения трубы вибропогружатель снимают, а полость трубы заполняют бетонной смесью на 0,8–1,0 м. С помощью трамбующей штанги смесь трамбуют, она вдавливается в грунт, образуя уширенную пяту. После полного заполнения обсадную трубу извлекают из грунта с помощью вибропогружателя. 121 Глава 6. Свайные работы Частотрамбованные сваи. Такие сваи устраивают путем забивки обсадной трубы в пробуренную скважину, которую постепенно бетонируют. Под действием ударов молота обсадная труба с чугунным башмаком погружается в грунт, уплотняя его. После погружения ее до проектной отметки поднимают молот, сваю армируют и бетонируют. Бетонную смесь загружают в трубу за несколько приемов. Параллельно с укладкой бетона на небольшую глубину обсадную трубу извлекают и вновь осаживают ударом молота для уплотнения бетона. При каждом цикле ударов труба поднимается на 4–5 см, а опускается на 2–3 см, таким образом уплотняя бетонную смесь. По мере бетонирования скважины и трамбования бетона обсадная труба постепенно извлекается из нее. Металлический башмак, прикрепленный к трубе, остается в грунте. Грунтобетонные сваи. Устраивают с использованием бурильно-крановых машин с пустотелой буровой штангой, имеющей на конце бур с режущими и перемешивающими лопастями (рис. 6.15). 1 2 2 3 4 5 а б в Рис. 6.15. Схема устройства песчаных (грунтовых) набивных свай: а – погружение обсадной трубы; б – извлечение трубы; в – раскрывающийся наконечник; 1 – вибропогружатель; 2 – обсадная труба; 3 – шарнир; 4 – створка наконечника; 5 – кольцо Через штанги растворонасосом нагнетают водоцементную суспензию. Смесительный бур при обратном вращении и извлечении послойно уплотняет грунт насыщенной водоцементной эмульсией. В результате образуется грунтобетонная свая, изготовленная на месте без выемки грунта. 122 6.4. Технология устройства свай в выштампованных и вытрамбованных скважинах 6.4. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА СВАЙ В ВЫШТАМПОВАННЫХ И ВЫТРАМБОВАННЫХ СКВАЖИНАХ Выштамповывание – устройство скважины без удаления грунта путем погружения инвентарного штампа проектных размеров – лидера, извлекаемого из грунта после образования скважины. Лидер навешивают под молот сваебойного агрегата вместо наголовника. В выштампованных и вытрамбованных скважинах можно устраивать набивные и забивные сваи. Устройство набивных свай в выштампованных скважинах состоит из следующих операций (рис. 6.16): • выштамповывание лидерных скважин; • заполнение скважины жесткой бетонной смесью или щебнем; • выштамповывание конической скважины повторным погружением лидера; • установка арматурного каркаса; • бетонирование сваи. Устройство забивных свай (пирамидальных) в выштампованных скважинах состоит из следующих операций: • выштамповывание лидерных скважин; • выставление в лидерные скважины свай; • установка и выверка над сваей сваебойного агрегата; • забивка сваи до проектной отметки. Для забивки свай можно использовать любые копры, позволяющие обеспечить требуемую точность забивки. Вытрамбовывание скважин производят многократным циклическим сбрасыванием в одно и то же место инвентарного штампа, используемого в качестве трамбовки, до образования скважины проектных размеров. Забивку штампов выполняют молотами любой конструкции. Извлечение забитых штампов из грунта осуществляют с помощью лебедки сваебойного агрегата или крана. 123 Глава 6. Свайные работы 2 3 5 6 1 5 Щ, Б 10 7 4 8 а Б б 9 в 11 г Рис. 6.16. Технологическая схема устройства набивных конических свай в выштампованном ложе: а – образование конической скважины; б – заполнение скважины жесткой бетонной смесью (Б) или щебнем (Щ); в – выштамповывание конической скважины повторным погружением лидера; г – установка арматурного каркаса и бетонирование сваи; 1 – базовая машина; 2 – мачта; 3 – падающий груз; 4 – конический лидер; 5 – гидрав лическое устройство для извлечения лидера; 6 – гидроцилиндр; 7 – коническая скважина; 8 – жесткая бетонная смесь или щебень; 9 – бетонная смесь, втрамбованная в стенки скважины; 10 – вибратор; 11 – арматурный каркас 6.5. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА РОСТВЕРКОВ Конструкцию ростверка и технологию его устройства принимают в зависимости от типа свай. Ростверки могут быть сборные и монолитные, в виде балки или плиты при кустовом расположении свай. По форме – квадратные, прямоугольные, треугольные. При устройстве оголовки забивных свай могут оказаться на разных отметках. Перед устройством ростверка их необходимо выравнивать (срезать бетон и обрезать арматуру). Для этого в зависимости от материала свай используют различное оборудование. 124 6.5. Технология устройства ростверков Деревянные сваи срезают механическими и электрическими пилами, стальные – автогеном и бензорезом, железобетонные – пневматическими отбойными молотками или специальными разрывными устройствами – сваерезами (рис. 13, вклейка), которые обрезают бетон сваи вместе с арматурой. После срезки сваи производят зачистку оголовка и обеспечивают горизонтальность его поверхности. Соединение сваи с ростверком (рис. 6.17) может быть жестким или шарнирным. При жестком соединении арматура свай и ростверка должна быть сварена между собой. Такое соединение предусматривается при наличии наклонных свай, выдергивающих или горизонтально приложенных нагрузок, определенных грунтовых условий. ≥ 5 по расчету 10 ≥ 5 3 ≥5 3 4 1 1 а 2 5 2 4 б Рис. 6.17. Соединение сваи с ростверком: а – шарнирное (свободное) соединение; б – жесткое соединение; 1 – свая; 2 – ростверк; 3 – арматурная сетка; 4 – песчаная подсыпка; 5 – выпуск арматуры из сваи Глубина заделки свай при шарнирной схеме должна быть не менее 5 см, а при жестком сопряжении равна длине анкеровки рабочей арматуры свай. Бетонирование ростверка выполняют в опалубке обычным способом. Сборный ростверк соединяют со сваями сваркой арматурных элементов с замоноличиванием стыков. Ростверк устанавливают на выровненную подсыпку из песка или шлака. 125 Глава 6. Свайные работы 6.6. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ СПОСОБОМ «СТЕНА В ГРУНТЕ» Сущность способа заключается в том, что в грунте сначала возводят из монолитного бетона или сборных элементов ограждающие конструкции (стены, опоры) подземного сооружения, а затем под их защитой разрабатывают внутри грунт (ядро). После этого устраивают днище, возводят внутренние конструкции. По мере разработки грунтового ядра стены раскрепляют распорками, подкосами, анкерами. Есть два способа устройства стены в грунте: свайный и траншейный. Их выполняют сухим или мокрым способом. При свайном способе стенка образуется из сплошного ряда шпунтовых или буронабивных свай (рис. 14, вклейка), при траншейном – стены устраивают в узкой глубокой траншее путем бетонирования (рис. 15, вклейка) или из сборных железобетонных панелей. Траншейные и свайные стены подразделяют: • на несущие, выполняющие роль ограждающих конструкций подземных сооружений и фундаментов; • противофильтрационные, препятствующие попаданию воды в котлованы, подвалы, траншеи и т. п. При траншейном способе сначала разрабатывают траншею на глубину 1,0–1,5 м, после чего в ней сооружают направляющую стену – монолитную железобетонную форшахту. Затем отрывают траншею на всю высоту стены. Бетонирование стен выполняют захватками длиной 3–6 м. Чтобы исключить попадание бетонной смеси из одной захватки в другую, на границах устанавливают ограничители. Конструкция ограничителей должна воспринимать давление бетона, а также обеспечивать водонепроницаемость стыков. Секции траншейных стен армируют пространственными каркасами с вертикальной рабочей арматурой периодического профиля. В каркасах необходимо предусматривать отверстия для пропусков бетонолитных труб. Бетонирование стен выполняют методом вертикально перемещающейся трубы, соблюдая последовательность: сначала четные, затем нечетные захватки, стыкуя их между собой. 126 6.7. Контроль качества и приемка свайных работ При мокром способе, когда требуется закрепление стенок от обрушения, траншею при ее разработке заполняют глинистым раствором. Бетонирование стен под защитой глинистого раствора следует производить не позднее чем через 8 ч после образования траншей на захватке. Для снижения трудоемкости работ на строительной площадке используют сборные железобетонные панели. Их устанавливают в открытые траншеи на бетонную подушку, а пазухи заполняют глинощебеночной (наружные) и грунтопесчаной (внутренние) смесью. Наружная засыпка в дальнейшем является гидроизоляцией, а внутреннюю удаляют при отрывке земляного ядра. 6.7. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ПРИЕМКА СВАЙНЫХ РАБОТ При выполнении свайных работ всегда контролируют: • соответствие поступающих на строительную площадку изделий и материалов проекту; • несущую способность свай; • соответствие технологии устройства свай ППР. Определение несущей способности свай. Это основной контролируемый параметр. Несущую способность погруженных свай определяют статическим и динамическим методами, а набивных – только статическим. Статические испытания свай, как правило, проводят перед массовым их устройством на объекте с целью установить фактическую несущую способность свай при действии нагрузок. Схема проведения статических испытаний свай, в том числе горизонтальной нагрузкой, должна соответствовать расчетной схеме их работы в сооружении. В результате испытаний определяют значения сопротивления грунтов сжатию под нижним концом сваи, сопротивления сдвигу вдоль ее ствола, измеряют осадки и строят график зависимости. При статическом испытании на сваю сверху воздействуют гидравлическими домкратами до момента ее смещения, создавая нагрузку, возрастающую ступенями в 1/10–…1/15 предельной расчетной нагрузки. Предельно допустимой является нагрузка, более чем в 5 раз превышающая предыдущее погружение, после 127 Глава 6. Свайные работы которой свая погружается в грунт. Этот способ надежен, но весьма трудоемок и требует много времени (4–12 сут). Исходя из результатов статических испытаний, проектные решения корректируют (размеры свай, их количество). К массовому погружению рабочих свай приступают только после получения результатов испытаний опытных свай и корректировки (при необходимости) проектной документации. Динамический метод базируется на значении отказа. За основу принимают контрольный отказ, назначенный проектной организацией. Учитывая, что в процессе забивки свай грунт находится в напряженном состоянии, следует иметь в виду, что несущая способность свай будет завышенной, поэтому повторную проверку производят после отдыха свай и стабилизации грунта, а именно: в супесях через 5–8 сут, в суглинках через 15–25, в глинистых грунтах через 30–35 сут. Для определения несущей способности свай по результатам полевых испытаний для каждого здания или сооружения должно быть проведено не менее трех статических испытаний свай и не менее шести динамических. Допустимые отклонения при забивке свай. Отклонение положения свай от проектного в соответствии с ТКП 45-5.01-256 не должно превышать в ленточном ростверке одного диаметра свай. При геодезической разбивке свайных рядов отклонение разбивочных осей от проектного положения не должно превышать 1 см на каждые 100 м свайного ряда. Для забивных свай длиной 10 м, диаметром до 60 см допустимые отклонения в плане не должны превышать: • при однорядном положении – 0,2 диаметра сваи; • при расположении в два-три ряда в лентах или при кустовом расположении – 0,3 диаметра. Отметки голов свай могут иметь отклонения при монолитном ростверке ±50 мм, при сборном – ±30 мм. В процессе бетонирования свай контролю подлежат качество и температура (зимой) бетонной смеси; интенсивность укладки бетонной смеси; технология заполнения скважины бетонной смесью; объем бетона, уложенного в скважину; время начала и окончания бетонирования, а также время вынужденных перерывов. 128 6.8. Требования безопасности и охрана окружающей среды При бетонировании буронабивных свай должны отбираться контрольные бетонные образцы в количестве 3 шт. на каждые 50 м3 уложенной бетонной смеси. Документация по контролю качества. Приемка фундаментов из сборных свай сопровождается оформлением следующих документов: • паспортов на сваи, сборный ростверк, бетон для набивных свай и монолитных ростверков; • актов приемки арматурных каркасов набивных свай и монолитных ростверков; • актов сдачи свайного поля и готового ростверка; • результатов динамических и статических испытаний свай; • актов на скрытые работы и др. 6.8. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СВАЙНЫХ РАБОТ Производство свайных работ необходимо осуществлять с соблюдением требований ТКП 45-1.03-40, ТКП 45-1.03-44, а также ППР. Перед началом каждой смены необходимо проверять техническое состояние копров и буровых машин: надежность крепления всех механизмов и узлов, состояние канатов, грузозахватных устройств, рабочих настилов, правильность подвеса молота, исправность сигнальных устройств. Также должна быть проверена прочность шлангов, подводящих к копру сжатый воздух: их испытывают давлением, превышающим рабочее в 2 раза. Сваебойные и буровые машины должны быть оборудованы ограничителями высоты подъема бурового инструмента или грузозахватного приспособления и звуковой сигнализацией. На ферме или раме копра следует указывать предельную массу молота и сваи. На копре должен быть установлен ограничитель грузоподъемности. Копровую установку вводят в действие после приемки ее комиссией по акту. Монтаж, демонтаж и перемещение сваебойных и буровых машин следует осуществлять под непосредственным руководством лиц, ответственных за безопасное выполнение ука129 Глава 6. Свайные работы занных работ, а при скорости ветра 15 м/с и более или во время грозы эти работы не допускаются. Подъем сваи (шпунта) и сваебойного молота необходимо производить отдельными крюками. Подтаскивают сваи к копру по прямой линии в пределах видимости для моториста лебедки. Запрещается подтягивать копром сваи на расстояние более 10 м. При подъеме свая должна удерживаться от раскачивания при помощи расчалок. Оставлять ее на весу не допускается. Установка сваебойного оборудования и свай должна быть выполнена без перерыва до полного закрепления их на месте. Каждый копер оборудуют звуковой сигнализацией и перед пуском в действие свайного молота подают звуковой сигнал. В процессе забивки необходимо постоянно наблюдать за состоянием сваебойной установки, в случае ее неисправности работы должны быть немедленно прекращены. Одновременный подъем сваебойного молота и сваи не допускается. При кратковременной остановке молот должен быть прикреплен к копру, а подъемный канат ослаблен. При длительных остановках молот опускают в нижнее положение и закрепляют. При погружении свай с помощью вибропогружателей необходимо обеспечить плотное и надежное соединение вибропогружателя со сваей. Вибропогружатели должны быть оборудованы подвесными инвентарными площадками с ограждением для размещения рабочих, выполняющих крепление вибропогружателя. При работе сваебойных или буровых машин следует установить опасную зону на расстоянии не менее 15 м от места забивки сваи или скважины. В период работы сваебойных или буровых машин лица, непосредственно не участвующие в выполнении данных работ, к машинам на расстояние менее 15 м не допускаются. Перемещение сваебойной установки со стоянки на стоянку осуществляют только по команде бригадира и под его наблюдением. При этом молот должен находиться в нижнем положении, пар выключен, а копер раскреплен растяжками во избежание его опрокидывания. 130 6.8. Требования безопасности и охрана окружающей среды Пробуренные скважины на время прекращения работ должны быть закрыты щитами или ограждены. На щитах и ограждениях следует устанавливать предупреждающие знаки безопасности и сигнальное освещение. Погружение свай сечением до 40 × 40 см производят на расстоянии не менее 5 м, шпунта – не менее 1 м, полых круглых свай диаметром до 0,6 м – не менее 10 м от подземных стальных трубопроводов с внутренним давлением не более 2 МПа (допускается только при соответствующем обосновании в проекте). Применяя молоты или вибропогружатели вблизи существующих зданий и сооружений, необходимо оценить опасность для них динамических воздействий. Забивку свай можно выполнять молотами массой до 7 т на расстоянии более 15 м, при вибропогружении свай – более 25 м и шпунта – более 10 м от зданий и сооружений. В случае необходимости погружения свай и шпунта на меньшие расстояния должны быть приняты меры по ослаблению динамических воздействий и проводиться геодезические наблюдения за осадкой зданий и сооружений. С этой целью можно выполнять погружение свай в предварительно выполненные лидерные скважины, снизить высоту подъема молота, чередовать забивку ближайших и более удаленных от зданий свай и др. 131 ГЛАВА 7. КАМЕННЫЕ РАБОТЫ 7.1. ВИДЫ КАМЕННОЙ КЛАДКИ Каменная кладка – это конструкция из кирпича, камней или блоков, уложенных на строительном растворе в определенном порядке. Каменную кладку выполняют при возведении самых разных конструкций зданий и сооружений: фундаментов, стен, столбов, перегородок и др. При строительстве зданий и сооружений применяют различные виды кладок. В зависимости о т в и д а н а р у ж н о й о т д е л к и с т е н кладка бывает с облицовкой (лицевым кирпичом и керамическими камнями, керамическими и бетонными плитами, блоками из ячеистого бетона и др.) и без облицовки. В зависимости о т к о н с т р у к ц и и с т е н различают кладку сплошную и колодцевого типа. В зависимости о т с л о ж н о с т и с т е н бывает кладка простая, средней сложности и сложная. Сложность наружных стен определяют в виде выраженного в процентах отношения площади, занимаемой усложненными частями кладки, к общей площади лицевой стороны наружных стен без вычета проемов. 7.2. ЭЛЕМЕНТЫ КАМЕННОЙ КЛАДКИ Камень правильной формы имеет шесть плоскостей (граней). Верхнюю и нижнюю грани называют постелью (плашком), длинные боковые – ложками, короткие – тычками (рис. 7.1). Кладка выполняют рядами. При укладке кирпича длинной стороной вдоль стены образуется ложковый ряд, а при укладке 132 7.2. Элементы каменной кладки короткой – тычковый. Крайние ряды в массиве кладки называют верстами. В наружном ряду (со стороны фасада) верста наружная, во внутреннем – внутренняя. Ряды камней, уложенные между данными верстами, называют забутовочными или забуткой. Наружная верста Внутренняя верста Забутка Постель 0 0 2-й ряд б 65 25 Фасад 12 Фасад Фасад а Тычок Вертикальный поперечный шов Ложок Вертикальный продольный шов г Ложковый ряд Тычковый ряд д 1-й ряд е Горизонтальный шов (постель) в ж з и к Рис. 7.1. Элементы кладки: а – наименование граней камня; б – тычковый ряд; в – ложковый ряд; г – версты и швы кладки; д–к – виды отделки швов кладки Промежутки между отдельными камнями образуют швы. В зависимости от расположения в кладке они могут быть горизонтальными и вертикальными, продольными и поперечными. Кладка может выполняться с полным заполнением швов или же впустошовку. Кладку впустошовку выполняют под штукатурку. При этом швы не заполняют на 10–15 мм, что обеспечивает лучшее сцепление раствора с поверхностью стены. При полном заполнении для лицевой кладки швам придают различную форму: выпуклую, вогнутую, закругленную. Такую кладку называют кладкой под расшивку. 133 Глава 7. Каменные работы 7.3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ Кладку выполняют из следующих каменных материалов: • сплошного керамического и силикатного полнотелого кирпича; • керамического и силикатного пустотелого кирпича; • керамических и силикатных пустотелых камней; • газосиликатных и ячеистобетонных блоков; • керамзитобетонных блоков; • поризованных блоков и камней; • природных камней правильной и неправильной формы (бутовая и бутобетонная кладка); • бетонных блоков типа ФБС и др. Кладку из керамического кирпича благодаря хорошей сопротивляемости воздействию влаги, высокой прочности, морозостойкости применяют при возведении стен и столбов зданий и сооружений, подпорных стенок и других конструкций. Кладку из керамического пустотелого кирпича рекомендуется использовать для наружных стен зданий. Малая теплопроводность этой кладки за счет имеющихся пустот в кирпиче позволяет уменьшить толщину наружных стен на 20–25 %. Кладку цоколей зданий необходимо выполнять из керамического полнотелого кирпича. Применение для этих целей керамического пустотелого и силикатного кирпича не допускается. Кладку из керамических пустотелых камней используют для возведения наружных стен жилых и общественных зданий. Ее высокие теплотехнические свойства позволяют сократить толщину наружных стен по сравнению с кладкой из керамического полнотелого или силикатного кирпича. Кладка из силикатных камней обладает высоким влагопоглощением и более теплопроводна, но вместе с тем более прочна и долговечна, чем кладка из легкобетонных камней. Применяют для наружных и внутренних стен. Кладку из легкобетонных камней используют для возведения наружных и внутренних стен зданий. Такая кладка имеет хорошие теплотехнические свойства. Кладка из ячеистобетонных блоков предназначена для наружных и внутренних стен и перегородок зданий с относительной влажностью воздуха помещений не более 75 % и при неагрессив134 7.3. Материалы для каменной кладки ной среде. В помещениях с влажностью воздуха более 60 % поверхность блоков должна иметь пароизоляционное покрытие. Кладка из поризованных блоков может применяться для стен и перегородок одно- и двухэтажных зданий, а также для каркасных зданий большей этажности. Для наружных стен с мокрым режимом помещений (цоколи, стены подвалов, полуподвалов и подпольев), а также для стен неотапливаемых зданий не допускается. Кладка из природных камней правильной формы имеет высокую прочность, стойкость против выветривания и замораживания, малую истираемость, декоративность. Обработанные природные камни твердых пород из-за высокой стоимости и трудоемкости обработки в основном применяют для облицовки цоколей и монументальных общественных зданий. Кладку из природных камней неправильной формы – бутовую и бутобетонную – используют для фундаментов малоэтажных зданий, стен подвалов, подпорных стен и заборов. Она трудоемка и обладает значительной теплопроводностью. Кладку из бетонных блоков ФБС применяют для стен подвалов, фундаментов и других подземных конструкций. Каменные материалы, применяемые для кладки, должны выдерживать воздействия, которым они могут быть подвержены, включая воздействия окружающей среды. Выбор материалов зависит от необходимых прочности, огнестойкости, тепло- и звукоизоляции возводимых конструкций. В настоящее время изменились нормативы в сторону повышения термического сопротивления стен. Для наружных стен из штучных материалов жилых помещений в Республике Беларусь требуемая величина расчетного термического сопротивления огражадющих конструкций R т.норм должна быть не менее 3,2 м2 ⋅ °C/Вт. Существует тенденция к его увеличению. В связи с этим применяют менее теплопроводные материалы: блоки газосиликатные, ячеистобетонные, керамзитобетонные, поризованные кирпич и блоки. В качестве вкладышей для многослойной кладки наружных стен широко применяют плитные утеплители. Кладочный раствор – это затвердевший материал из смеси вяжущего, мелкого заполнителя, воды и необходимых добавок. 135 Глава 7. Каменные работы Растворная смесь – это смесь вяжущего, мелкого заполнителя, воды и добавок. По степени готовности растворная смесь может быть: • готовая к применению; • предварительного изготовления (частично затворенная водой); • сухая. Кладочные растворы классифицируют следующим образом. П о к о н ц е п ц и и и з г о т о в л е н и я – на растворы заданного состава и заданного качества. Требуемые характеристики раствора заданного состава назначаются потребителем, при этом изготовитель несет ответственность за соблюдение этого состава. Требуемые характеристики раствора заданного качества устанавливаются потребителем, при этом изготовитель несет ответственность за обеспечение этих требований. По применяемым вяжущим растворы классифицируют на простые (на вяжущем одного вида: цементные, известковые) и сложные (на смешанных вяжущих: цементно-известковые, цементно-глиняные). П о м е с т у и с п о с о б у и з г о т о в л е н и я кладочные растворы подразделяют на растворы заводского изготовления (предварительно дозированные и предварительно смешанные), и стройплощадочные, которые изготовляют на стройплощадке из отдельных компонентов. П о п л о т н о с т и – на тяжелые и легкие. Растворы классифицируют п о п р о ч н о с т и н а с ж а т и е и обозначают буквой M, за которой следует указание прочности при сжатии (Н/мм2). В промышленном и гражданском строительстве применяют растворы марок М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200, М300. Марка п о м о р о з о с т о й к о с т и кладочных растворов обозначается буквой F – F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200 и F300. Для наружных стен она должна быть не ниже F50. Вид и марку раствора указывают в рабочих чертежах. Кладочный раствор должен быть устойчив к основным условиям окружающей среды в течение строительства объекта и соответствовать техническим требованиям к данному виду кладки. 136 7.4. Правила разрезки каменной кладки Кладочный раствор не должен содержать компоненты, отрицательно влияющие на его показатели и долговечность применяемых каменных материалов. 7.4. ПРАВИЛА РАЗРЕЗКИ КАМЕННОЙ КЛАДКИ Каменная кладка должна представлять собой монолит, в котором уложенные камни не смещаются под влиянием действующих нагрузок. Поэтому их необходимо укладывать с соблюдением правил разрезки каменной кладки. Правило первое. Каменную кладку обычно выполняют в конструкциях, работающих на сжатие. При этом устанавливают максимально допустимый угол наклона сил, действующий на горизонтальные ряды кладки. Чтобы не уменьшалась прочность кладки за счет сдвигающих усилий, передача давления от одного камня к другому должна происходить не в отдельных точках, а по всей их поверхности. Поэтому ряды камней кладки должны располагаться параллельно между собой и перпендикулярно направлению действующей нагрузки. Отклонение от данного правила допускается при условии, что сдвигающие усилия, возникающие от действия наклонных сил, полностью гасятся силой трения камня. При этом допустимое отклонение перпендикуляра к постели должно быть не более 15–17° (рис. 7.2). α < 17° P Плоскости соприкасания α > 17° P P2 P2 > P1 а б P1 Рис. 7.2. Передача усилия камню: а – давление силой Р вертикальное; б – то же, наклонное 137 Глава 7. Каменные работы Правило второе. Вертикальные плоскости, проходящие через продольные и поперечные швы кладки, должны быть перпендикулярны между собой, одна из них перпендикулярна лицевой поверхности кладки, другая – ей параллельна (рис. 7.3, а, б). Неперпендикулярные плоскости к наружным поверхностям кладки создадут условия для выпадения камней. Правило третье. Камни вышележащих рядов кладки должны укладываться таким образом, чтобы они перекрывали вертикальные швы между камнями нижележащих рядов как в продольном, так и в поперечном направлении (рис. 7.3, в, г). а б P P в г Рис. 7.3. Разрезка кладки: а – перпендикулярными плоскостями; б – наклонными плоскостями и неперпендикулярными к наружным поверхностям; в – с перевязкой швов; г – без перевязки швов Такая перевязка швов устраняет опасность расслоения кладки на отдельные столбики, что может привести к ее разрушению под нагрузкой. При использовании в кладке прочных растворов на цементном вяжущем допускается оставлять без перевязки вертикальные продольные швы в пяти рядах или вертикальные поперечные швы в трех рядах. 138 7.5. Системы перевязки швов кладки 7.5. СИСТЕМЫ ПЕРЕВЯЗКИ ШВОВ КЛАДКИ При кладке стен кирпич укладывают тычковыми или ложковыми рядами. От того, как они чередуются в массиве кладки, в значительной степени зависят ее прочность и производительность труда каменщиков. Порядок чередования тычковых и ложковых рядов образует определенную систему перевязки швов кладки. Их существует множество, однако более широкое применение получили однорядная (цепная) и многорядная системы перевязки. Однорядная система перевязки швов кладки предполагает чередование тычкового и ложкового рядов (рис. 7.4). Фасад Разрез Рис. 7.4. Однорядная (цепная) система перевязки швов кладки С фасадной стороны кладка по однорядной системе образует рисунок в виде цепочки, поэтому ее еще называют цепной системой перевязки. В местах вертикальных ограничений стен, например при устройстве оконных и дверных проемов, тычковые ряды кладки следует начинать укладкой трехчетверок, выходящих на фасад тычком, а ложковые – укладкой трехчетверок, обращенных на фасад ложком. Образующийся при этом промежуток между трехчетверками заполняют целым кирпичом. Его укладывают в зависимости от толщины стены ложком или тычком. При устройстве углов кирпичных стен по однорядной системе перевязки необходимо кладку рядов начинать и заканчивать трехчетверками. Также выполняют примыкания стен. В пересечениях стен, как и при кладке углов, ряды сопрягаемых стен поочередно накладывают друг на друга. При этом накладывают всегда ложковые ряды, а тычковые прерывают. 139 Глава 7. Каменные работы Многорядную систему перевязки швов кладки выполняют чередованием одного тычкового и нескольких ложковых рядов (рис. 7.5). Фасад Поперечный разрез Рис. 7.5. Многорядная система перевязки швов кладки По данной системе перевязку рядов кладки необходимо осуществлять следующим образом: • для кладки конструкций из полнотелого кирпича толщиной 65 мм — один тычковый ряд на шесть рядов кладки; • то же, толщиной 88 мм — один тычковый ряд на четыре ряда кладки. Допускается совпадение вертикальных продольных швов в пяти смежных ложковых рядах с перекрытием их шестым тычковым рядом. При этом все поперечные вертикальные швы в ложковых рядах перекрываются не на 1/4 кирпича, как при цепной системе перевязки, а на 1/2 кирпича. При кладке углов первые тычковые ряды сопрягаемых стен начинают укладкой в наружные версты по одному кирпичу-трехчетверке. Затем вплотную выкладывают тычковые ряды. Оставшиеся зазоры заполняют четверками. Вторые ряды должны начинаться ложками наружных верст с перекрытием швов нижележащих рядов. Для соблюдения перевязки поперечных швов в забутку и во внутреннюю версту (зависит от толщины стен) укладывают дополнительные четверки. В последующих рядах швы ложковых верст перекрывают на 1/2 кирпича. Разновидностью многорядной системы перевязки является трехрядная, при которой тычковый ряд выкладывают не через пять, а через каждые три ложковых ряда. Такую систему перевязки применяют при кладке столбов и простенков шириной не более 1 м, поскольку она позволяет использовать значительно 140 7.5. Системы перевязки швов кладки меньшее количество неполномерного кирпича по сравнению с другими системами перевязки. Независимо от системы перевязки тычковые ряды обязательны: • в нижнем (первом) и верхнем (последнем) рядах кладки; • на уровне горизонтальных обрезов стен и столбов; • в выступающих рядах кладки; • в качестве опорных поверхностей в местах опирания балок, прогонов, перекрытий и других конструкций. Данные системы перевязки швов кладки имеют преимущества и недостатки, оказывающие влияние на различные ее показатели. Достоинством однорядной системы перевязки является более высокая прочность стен из-за полного заполнения швов. В ней соблюдаются все три правила разрезки. Недостаток заключается в повышенном расходе материалов из-за большого количества трехчетвертных камней в углах, простенках и других вертикальных ограничениях. Данная система более трудоемкая, требует более высокой квалификации каменщиков. Достоинства многорядной системы перевязки: • более низкая теплопроводность стен из-за того, что вертикальные продольные швы можно частично оставлять не заполненными раствором; • более высокая устойчивость при неравномерной осадке стен, так как все поперечные вертикальные швы в ложковых рядах перекрываются не на 1/4 кирпича, как при однорядной системе перевязки, а на 1/2 кирпича; • высокая производительность труда каменщиков благодаря единообразию перевязки кладки, повторяемости одних и тех же приемов труда; • высокая экономичность, поскольку меньше колотого кирпича. К недостаткам многорядной системы относят снижение несущей способности кладки по сравнению с однорядной. Существуют также крестовая, готическая, голландская и многие другие системы перевязки (рис. 16, вклейка). 141 Глава 7. Каменные работы 7.6. ПРОЦЕСС И СПОСОБЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ Процесс кладки сплошных стен из кирпича состоит из следующих операций. 1. Установка порядовок. 2. Натягивание причалок. 3. Подача кирпича и раскладка его на стене. 4. Перемешивание раствора в ящике. 5. Подача раствора на стену и расстилание его под наружную версту. 6. Укладка наружной версты. 7. Расстилание раствора под внутреннюю версту. 8. Укладка внутренней версты. 9. Укладка раствора под забутку. 10. Укладка забутки. 11. Проверка правильности кладки стены. 12. Расшивка швов кладки (при кладке под расшивку). Порядовки устанавливают в углах кладки, в местах пересечения стен и на прямых участках не реже чем через 12 м (рис. 7.6). Причалку натягивают между порядовками (см. рис. 7.6). Она служит направляющей при укладке наружной и внутренней версты. Во избежание провисания причалки через каждые 4–6 м под нее укладывают на растворе маячные камни. На маяке причалку прижимают камнем. На наружных верстах ее устанавливают для каждого ряда кладки, на внутренних – через три-четыре ряда. Перед подачей и раскладкой кирпича необходимо очистить постель. Под наружную версту кирпич раскладывают на внутренней стороне стены, для кладки внутренней версты – на наружной. Перед подачей раствор перемешивают в ящике и подают на постель растворной лопатой, разравнивают с помощью кельмы. Раствор расстилают толщиной 2,0–2,5 см, не доходя до края стены на 2–3 см (рис. 7.7, а). Ширина слоя раствора для тычкового ряда – 22–23 см, для ложкового – 9–10 см. 142 7.6. Процесс и способы выполнения каменной кладки 1 3 1 2 4 а в 2 б г 3 5 д 6 3 е Рис. 7.6. Установка шнура-причалки: а–в – металлическими порядовками; г – деревянными порядовками; д – скобами; е – гвоздями; 1 – порядовки; 2 – крюки-держатели; 3 – причалка; 4 – клин; 5 – скоба; 6 – гвоздь Толщина горизонтальных швов кладки из одинарного кирпича должна составлять 10 мм, из утолщенного кирпича и камней – 12 мм, толщина вертикальных швов – 10 мм. Кладку можно выполнять с неполным заполнением швов – впустошовку, под расшивку или с полным заполнением швов без расшивки. Кладку впустошовку выполняют при последующем оштукатуривании стен, при этом будет лучшая адгезия штукатурного раствора с поверхностью кладки. 143 Глава 7. Каменные работы а б в г Рис. 7.7. Способы укладки кирпича: а – расстилание раствора под ложковый и тычковый ряды; б–г – укладка соответственно вприсык, вприсык с подрезкой, вприжим Расшивку швов выполняют для уплотнения швов наружной версты лицевой кладки и придания им декоративного вида. Для этого используют специальный инструмент – расшивку. Перед расшивкой всю поверхность очищают и при необходимости увлажняют. В зависимости от вида кладки и условий производства работ кирпич в версту укладывают следующими способами: вприсык, вприсык с подрезкой раствора, вприжим, вполуприсык. Кладку вприсык (рис. 7.7, б) выполняют при кладке впустошовку. Кирпич укладывают на пластичных растворах без использования кельмы. От наружной грани стены раствор находится на расстоянии 2,0–2,5 см. Вертикальный шов образуют путем 144 7.7. Кладка стен с облицовкой загребания раствора из постели кирпичом, удерживая его в наклонном положении. Кладку вприсык с подрезкой (рис. 7.7, в) выполняют при кладке под расшивку, т. е. с полным заполнением швов. Раствор располагают в 1 см от края стены. Кирпич укладывают, как и при кладке вприсык, но избыток раствора подрезают кельмой. Загребание раствора кирпичом каменщик начинает в 5–6 см от грани уложенного кирпича. Кладку вприжим (рис. 7.7, г) применяют при возведении сильно нагруженных конструкций, достигая более полного заполнения шва раствором. Каменщик срезает кельмой с постели часть раствора, наносит его на грань уложенного кирпича, прижимает укладываемым кирпичом, который затем осаживает ударом рукоятки кельмы. Выжатый раствор подрезает кельмой. Швы при необходимости расшивают. Кладку вполуприсык выполняют двумя руками. Это кладка для забутки. На раствор между наружной и внутренней верстой каменщик укладывает по два кирпича забутовочного ряда, осаживая их в уровень с верстовыми рядами. Вертикальные швы между кирпичами забутки заполняют раствором при расстилании его для следующего ряда. 7.7. КЛАДКА СТЕН С ОБЛИЦОВКОЙ Кладку с облицовкой применяют для улучшения эстетического вида фасадов, а также для повышения защитных свойств наружных стен. Для облицовки используют лицевой кирпич, керамические плиты, плиты из естественного камня. Облицовку ведут одновременно с кладкой или со смещением во времени. Облицовка одновременно с кладкой более распространена, ее выполняют путем перевязки в лицевой версте нескольких ложковых рядов с одним тычковым (рис. 7.8). При этом тычковый ряд заводят на 1/2 кирпича в основную кладку. Для придания облицовочному слою большей архитектурной выразительности перевязку швов допускается выполнять с отступ лением от правил разрезки, вертикальные поперечные швы можно не перевязывать по всей высоте здания в трех-пяти рядах. 145 Глава 7. Каменные работы Фасад 380 120 10 б 10 65 4 3 2 1 250 120 510 120 250 250 10 10 140 10 140 10 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 1 Ряды кладки Ряды облицовки 3 10 140 10 10 4 а Разрез 10 Ряды кладки 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 1 250 250 10 65 10 140 Ряды облицовки Разрез 20 в 15 250 545 10 г д Рис. 7.8. Облицовка кирпичной кладки: а, б – керамическими камнями; в–д – прислонными керамическими плитами 7.8. КЛАДКА СТЕН ОБЛЕГЧЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ Кладка стен облегченной конструкции является смешанной кладкой, так как выполняется из различных по назначению материалов. Это сложная кладка, но такая конструкция стены в настоящее время более распространена ввиду повышенных теплотехнических требований к зданиям. Применение такой кладки способствует снижению материалоемкости здания и сокращению расхода кладочных материалов. Смешанную кладку чаще всего выполняют с использованием утеплителя, который располагают: • с внутренней стороны наружной стены; • внутри конструкции наружной стены с воздушной прослойкой и без нее (рис. 17, а, б, вклейка); • с наружной стороны стены. 146 7.8. Кладка стен облегченной конструкции Наиболее распространены следующие конструктивные схемы облегченной кладки: • трехслойные стены без воздушного зазора с засыпным или плитным утеплителем; • трехслойные стены с вентилируемым воздушным зазором; • двухслойные стены с утеплением с наружной стороны. Трехслойные стены без воздушного зазора с плитным утеплителем (см. рис. 17, а, вклейка). При этом способе теплоизоляционные плиты в стене размещают в один или несколько слоев и крепят с помощью анкеров, заложенных в швы кирпичной кладки. Внутренний слой кладки выполняют из кирпича или блоков бетонных, керамзитобетонных, ячеистобетонных и др. Его толщина определяется прочностными требованиями. Назначение теплоизоляционного слоя заключается в повышении теплозащитных свойств стены. Его толщина определяется теплотехническим расчетом. Основные требования, которым должен отвечать теплоизоляционный материал при смешанной кладке, – это устойчивость к деформациям и влагостойкость. Широкое распространение в кладке наружных стен получили такие утеплители, как минераловатные и пенополистирольные плиты. Лицевой слой стены защищает утеплитель от неблагоприятных внешних воздействий и придает определенный облик зданию. Для лицевого слоя применяют облицовочные кладочные материалы или обычные с последующим оштукатуриванием. Отдельные слои многослойных стен должны быть соединены между собой жесткими или гибкими связями. Жесткие связи должны обеспечивать распределение нагрузки между конструктивными слоями. Их выполняют из тычковых рядов кирпича или камней (диафрагм). Гибкие связи выполняют из коррозионно-стойких сталей или сталей, защищенных от коррозии, а также из полимерных материалов. Наиболее перспективным материалом для гибких связей является стеклопластиковая арматура. Она обладает очень низкой теплопроводностью, высокой прочностью и очень высокой химической и деформационной стойкостью. По сравнению с другими элементами уменьшает мостики холода. Суммарная площадь сечения гибких стальных связей должна быть не менее 0,4 см2 на 1 м2 поверхности стены. 147 Глава 7. Каменные работы Трехслойные стены с воздушным зазором (см. рис. 17, б, вклейка). Вентиляционный воздушный зазор способствует высыханию утеплителя, гарантируя высокое качество теплоизоляции. Необходимость и местоположение его определяют расчетами в каждом конкретном случае. Обычно зазор устраивают между лицевым и теплоизоляционным слоем кладки. При этом способе сначала возводят внутреннюю часть стены здания из кирпича (блоков), затем теплоизоляционные плиты насаживают на проволочные анкеры, предварительно заложенные в кладку несущей стены, и прижимают к ней пружинными шайбами. В таких целях используют гибкие связи с фиксаторами, которые связывают слои кирпичной кладки между собой и удерживают плиты утеплителя. За счет этого создается воздушная прослойка между облицовочным слоем и утеплителем. Роль фиксаторов играют специальные шайбы с антикоррозионным покрытием. Кладку кирпичных стен облегченной конструкции необходимо выполнять с соблюдением следующих требований: • швы на фасаде должны быть расшиты; • плитный утеплитель следует укладывать плотно к кладке; • металлические связи должны иметь антикоррозионное покрытие; • засыпной утеплитель или легкий бетон заполнения необходимо укладывать слоями 0,4–0,6 м с уплотнением (штыкованием) каждого слоя. В кладках с вертикальными поперечными кирпичными диафрагмами пустоты следует заполнять на высоту не более 1,2 м в смену; • подоконные участки наружных стен, а также другие выступающие конструкции должны быть защищены от увлажнения в соответствии с требованиями проектной документации; • при производстве работ должны приниматься меры по защите утеплителя от намокания. Трехслойные стены облегченной конструкции, кроме достоинств, обладают и рядом недостатков, таких как высокая трудоемкость возведения, а также уязвимость к внешней среде различных утеплителей. Облегченные кладки применяют при возведении стен высотой: • несущих – до пяти этажей; • самонесущих – до девяти этажей; • ненесущих – любой высоты. 148 7.9. Армированная кладка 7.9. АРМИРОВАННАЯ КЛАДКА Армирование применяют для повышения несущей способности стен в целях усиления кладки в зимнее время и для увеличения сейсмостойкости зданий. Основные способы армирования – сетчатое поперечное и продольное. Сетчатое поперечное армирование применяют в основном в кладке столбов и простенков. При этом марка кирпича должна быть не ниже М75. Для предохранения от коррозии в сухих условиях эксплуатации марка раствора должна быть не ниже М25, во влажных – не ниже М50. Армирование выполняют путем укладки квадратных, прямоугольных и зигзагообразных сеток (рис. 7.9). Сетки укладывают через определенное количество рядов согласно проекту, но не реже чем: • через пять рядов – при кладке из обычного кирпича; • четыре ряда – при кладке из утолщенного кирпича; • три ряда – при кладке из керамических камней. Арматура а б Рис. 7.9. Армирование кирпичных столбов прямоугольными (а) и зигзагообразными (б) сетками Диаметр арматуры сеток должен быть не менее 3 мм, а расстояние между проволоками в сетках – 30–120 мм. Диаметр арматуры в горизонтальных швах кладки должен быть не более 6 мм – при пересечении арматуры в швах и 8 мм – без пересечения арматуры в швах. 149 Глава 7. Каменные работы Сетки с прямоугольным расположением проволок обычно укладывают по одной. Зигзагообразные сетки располагают в двух смежных рядах кладки так, чтобы прутья одной сетки были перпендикулярны прутьям другой. Толщина швов в армированной кладке должна превышать сумму диаметров пересекающейся арматуры не менее чем на 4 мм и составлять не более 16 мм. Для контроля армирования необходимо, чтобы не менее чем два арматурных стержня (из которых изготовлена сетка) выступали за одну из поверхностей кладки на 2–3 мм. Необходимо иметь в виду, что армированием можно увеличить несущую способность кладки не более чем в 2 раза. Большое количество арматуры приводит к перерасходу металла, практически не увеличивая прочность каменной кладки. В то же время пропуск хотя бы одной сетки снижает ее прочность на 20–30 %. Оптимальное количество арматуры должно составлять не менее 0,1 % и не более 1 % объема кладки. Продольное армирование применяют в тонких стенах, перегородках в 1/4 и в 1/2 кирпича, а также в конструкциях, подверженных динамическому воздействию. Такой способ армирования уменьшает растягивающие усилия в кладке. Продольное армирование чаще всего выполняют отдельными арматурными стержнями, которые соединяют внах лест или сваркой. При армировании без сварки концы гладких стержней должны заканчиваться крюками и связываться проволокой с перехлестом стержней на 20 диаметров. Перехлест стержней из арматуры периодического профиля должен составлять не менее 250 мм. При продольном армировании арматуру могут укладывать в штрабу кладки с последующей заделкой раствором. 7.10. КЛАДКА ИЗ БЛОКОВ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА Строительство из ячеистобетоных блоков имеет ряд преимуществ. 1. Теплопроводность стен минимальна за счет уменьшения мостиков холода, которыми являются швы в кладке, так как блоки укладывают на клеевых смесях. 2. Пористая структура блоков также уменьшает теплопотери здания через стены (рис. 18, вклейка). 150 7.10. Кладка из блоков ячеистого бетона 3. Ячеистый бетон – достаточно экологичный материал. 4. Изделия можно легко резать, сверлить, фрезеровать. 5. Гладкая поверхность и правильная геометрическая форма блоков являются идеальным основанием для будущей отделки. Блоки из неавтоклавных ячеистых бетонов применяют в несущих стенах зданий до трех этажей включительно, но не более 12 м; в самонесущих – высотой до девяти этажей включительно, но не более 30 м. Недостатки данных изделий: высокая степень влагопоглощения по сравнению с керамическими материалами и хрупкость. Это в отдельных случаях снижает их область применения. При доставке на объект поддоны с блоками должны быть укрыты от осадков полиэтиленовой пленкой. Их можно складировать в штабеля не более двух ярусов по высоте. Перед укладкой блоков с помощью нивелира выверяют фундаменты. Свес стен относительно цоколя не должен составлять более 50 мм. Для гидроизоляции укладывают слой из рулонных материалов. Можно выполнять стяжку из гидроизоляционных клеевых составов. Первый ряд блоков укладывают на пояс, выполненный из железобетонных перемычек или не менее чем из двух рядов полнотелого керамического кирпича. Прочность кирпича на сжатие должна быть на одну ступень выше прочности на сжатие блоков. Сначала укладывают маячные угловые блоки. Между угловыми блоками натягивают контрольный шнур, по которому ориентируют укладку промежуточных блоков. Кладку выполняют на клеевом растворе из сухой смеси. Допускается кладка на цементно-песчаном растворе, но при использовании обычных растворов снижается сопротивление теплопередаче стены. Клеевой состав приготовляют миксером. Для нанесения клея используют специальный зубчатый мастерок. Консистенция клеевого состава должна быть такой, чтобы он легко вытекал через зубцы мастерка, а борозды при этом не сливались. Сначала состав наносят на боковую грань, затем на постель. Вертикальные швы кладки из пазогребневых блоков могут не заполняться (это устанавливается проектной документацией в зависимости от условий эксплуатации зданий). 151 Глава 7. Каменные работы Толщина шва не должна превышать 3 мм. Блок с максимальной точностью устанавливают на место, его положение контролирут с помощью уровня, рихтовку осуществляют резиновым молотком. Первый ряд особенно тщательно проверяют, при необходимости шлифуют рубанком, сметают пыль. Второй ряд кладки выполняют с перевязкой швов (минимум на 0,4 высоты блока). Выступающий клеевой состав не затирают, а удаляют кельмой. Стальные конструкции (арматурные сетки, закладные детали и др.) должны быть защищены от коррозии. 7.11. КЛАДКА СТЕН ИЗ ПОРИЗОВАННОГО КИРПИЧА И БЛОКОВ Поризованные керамические материалы отличаются от традиционной керамики особой структурой. Использование современной технологии позволяет создавать пустотелый керамический камень, в массе которого образуется множество мельчайших пор. Внешне поризованные блоки напоминают обычные многопустотные керамические камни. Однако благодаря добавлению в глину опилок и других горючих материалов во время обжига в структуре материала образуются микропоры. Плотность камня при этом на 30 % меньше, что существенно снижает показатель теплопроводности стены. Если у пустотелого кирпича коэффициент теплопроводности λ равен 0,4 Вт/(м ⋅ ° С), то у поризованного 0,14–0,22 Вт/(м ⋅ ° С). За счет уменьшения плотности снижается масса, появляется возможность производить крупноразмерные блоки, превосходящие по размерам обычный кирпич в несколько раз. Высокая прочность поризованной керамики позволяет возводить многоэтажные здания с несущими стенами (рис. 19, вклейка). Вместо многорядной появляется новый, более простой тип кладки, при которой длина блока соответствует толщине несущей стены. На боковых гранях изделий имеются пазы и гребни, устраняющие необходимость в вертикальных растворных швах. Это позволяет не только увеличить темпы кладки (в 2,5 раза), но и сократить расход раствора (в 3–5 раз), уменьшить мостики холода, а значит, улучшить теплозащиту стен. 152 7.12. Устройство перемычек и арок из кирпича Технология кладки стен из поризованных блоков аналогична кладке из ячеистобетонных блоков. Для уменьшения заполнения пустот блоков раствором допускается укладывать в горизонтальные швы кладки стеклопластиковую или металлическую сетку с толщиной проволоки 1 мм и ячейками размером от 3 × 3 до 5 × 5 мм. При кладке стен поверхности блоков, контактирующие с растворными смесями, должны быть очищены от пыли. При кладке на обычных растворах допускается очистка струей воды, а на полимерцементных растворах очистку следует выполнять при помощи щеток или сжатым воздухом. Блоки и кирпич перед укладкой, а также кладку в период набора прочности увлажнять не следует. При кладке перегородок из поризованных блоков сначала следует выполнить обеспыливание поверхности пола и при необходимости – выравнивание основания раствором. Первый ряд блоков укладывают на слой раствора толщиной не менее 10 мм. При выполнении примыканий перегородок к стенам раствор следует нанести на боковую поверхность блока и прижать блок этой поверхностью к стене. Анкеровку примыкания перегородки к стене выполняют в соответствии с проектной документацией. Кладка блоков впустошовку не допускается. Вертикальные швы должны быть заполнены раствором на всю глубину. 7.12. УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЫЧЕК И АРОК ИЗ КИРПИЧА Для перекрытия проемов шириной до 2 м могут применяться рядовые, клинчатые, лучковые и арочные перемычки. При кладке рядовых перемычек в проеме по опалубке (доске) укладывают слой раствора и располагают арматуру, воспринимающую растягивающие усилия от вышележащей кладки (рис. 7.10, а, б). Арматурные стержни должны иметь диаметр не менее 6 мм. Их количество принимают из расчета по одному стержню сечением 20 мм 2 на каждую 1/2 кирпича толщины стены. На концах их загибают и заделывают в простенки на глубину не менее 250 мм (рис. 20, вклейка). Стержни периодического профиля применяют без крюков. Для кладки используют отборный целый кирпич марки не ниже М75 и раствор марки не ниже М50. 153 Глава 7. Каменные работы Высота кладки рядовой перемычки должна быть не менее 1/4 ширины проема и не менее четырех рядов кирпича. Клинчатые и лучковые перемычки выкладывают из специального клинообразного кирпича или обычного с образованием клинообразных швов. Толщина их внизу составляет 5 мм, вверху – до 25 мм. Кладку ведут «на ребро» по опалубке соответствующей формы (рис. 7.10, б, в). 1 2 б а 3 3 в г 25 max 5 min д е 1 Рис. 7.10. Перемычки над проемами: а – рядовые; б – клинчатые; в – лучковые; г – сборные железобетонные; д – фраг мент лучковой перемычки; е – разрез рядовой перемыч ки; 1 – арматура; 2 – опа лубка; 3 – замковый кирпич Арки выкладывают при ширине проема до 4 м. В зависимости от высоты арки могут быть пологими, полуциркульными и стрельчатыми. Кладку выполняют по опалубке, кирпичом «на ребро» и клинообразными швами. В центре перемычек должен располагаться замковый кирпич (рис. 7.11). Кладку выполняют от пят к замку (от краев к центру) с перевязкой или отдельными кольцами. 154 7.13. Бутовая и бутобетонная кладка 2 1 3 а б в Рис. 7.11. Кладка кирпичных арок: а – общий вид; б – подтесывание кирпича; в – образование клиновидных швов; 1 – шнур; 2 – шаблон-угольник; 3 – клинья Продолжительность выдерживания перемычек в опалубке зависит от марки раствора и температуры наружного воздуха (табл. 7.1). Таблица 7.1 Режим выдерживания перемычек в опалубке Конструкции перемычек Рядовые и армокирпичные Арочные и клинчатые Температура наружного воздуха, °С До 5 вкл. « 10 « « 15 « « 20 « Св. 20 До 5 вкл. « 10 « Св. 10 Продолжительность выдерживания перемычек на опалубке, сут, не менее 24 18 М25 и выше 12 8 5 10 М25 и выше 8 5 Марка раствора 7.13. БУТОВАЯ И БУТОБЕТОННАЯ КЛАДКА Бутовая кладка – это кладка, выполненная из природных или искусственных камней неправильной формы, соединенных раствором (рис. 7.12, а). В настоящее время в строительстве применяют в основном искусственные камни, природные выгодно использовать в случае их массового залегания вблизи строящегося объекта. 155 Глава 7. Каменные работы Бутовую кладку выполняют из рваных или постелистых камней (две грани примерно параллельны). В фундаменты и стены подвалов укладывают рваные камни, а в конструкции, воспринимающие значительные вертикальные нагрузки, – постелистые, которые применяют для возведения стен одно- и малоэтажных жилых зданий. 5 б 100 1 а 2 3 4 Рис. 7.12. Кладка из камней неправильной формы: а – бутовая; б – бутобетонная; 1 – верстовые камни; 2 – раствор; 3 – щебеночное основание; 4 – постелистые камни; 5 – бетонная смесь Для кладки используют камни массой не более 50 кг и размером не более 500 мм разной конфигурации. Можно применять булыжник округлой формы. Технология бутовой кладки сходна с технологией кирпичной кладки и выполняется в основном теми же инструментами. Бутовую кладку ведут с перевязкой швов. В местах примыканий необходимо укладывать более крупные постелистые камни. Существуют два распространенных метода бутовой кладки – «под залив» и «под лопатку». При выполнении кладки «под залив» каждый ряд камней высотой 15–20 см выкладывают насухо враспор со стенами траншеи или опалубки. Пустоты заполняют щебнем и заливают жидким раствором подвижностью 13–15 см. Раствор не заполняет все отверстия и кладка получается с пустотами, что снижает ее прочность. Такую кладку можно выполнять для зданий высотой не более двух этажей. Разновидностью этой кладки является кладка «под скобу». Ее выполняют с помощью специального шаблона с подбором камня по высоте. Для создания декоративной поверхности швы кладки могут расшиваться. Кладку «под лопатку» ведут по технологии обычной кирпичной кладки. Верстовые ряды выкладывают слоями высотой 20– 156 7.14. Монтаж конструкций при возведении кирпичных зданий 30 см. Перевязку швов верстовых рядов выполняют по однорядной системе перевязки. Каждый камень после укладки осаживают трамбовкой. В промежутках между верстами набрасывают раствор подвижностью 4–6 см, затем укладывают забутку. Промежутки между камнями расщебенивают. Такая кладка более прочная, поэтому ее можно использовать для более ответственных конструкций: фундаментов, стен, столбов. Для придания кладке большей прочности ее могут выполнять с облицовкой. Бутобетонную кладку выполняют в опалубке, в отдельных случаях – враспор со стенками траншеи (рис. 7.12, б). Технология выполнения бутобетонной кладки сходна с технологией бетонирования монолитных конструкций, только при этом используют камни относительно больших размеров. Бутобетонную кладку выполняют в такой последовательности. 1. В опалубку укладывают слой бетонной смеси подвижностью 3–5 см и толщиной до 20 см. 2. В бетонную смесь втапливают камни. 3. Вновь укладывают слой бетонной смеси и уплотняют вибрированием. 4. Далее процесс кладки повторяется. Для обеспечения требуемой плотности, монолитности и прочности кладки количество втапливаемых камней не должно превышать 50 % объема возводимой конструкции, а их размеры – не более 1/3 ширины возводимой конструкции. Камни должны укладываться на глубину не менее половины их высоты и располагаться на расстоянии 4–5 см друг от друга и от наружной поверхности конструкции. Кладку выполняют поярусно. Бутовая и бутобетонная кладка менее прочная ввиду неправильной формы камней. Ее применяют в основном в декоративных целях, а также для кладки фундаментов, стен цокольной части зданий, заборов, подпорных стенок (рис. 21, вклейка). 7.14. МОНТАЖ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ КИРПИЧНЫХ ЗДАНИЙ По мере выполнения каменной кладки осуществляют монтаж сборных железобетонных конструкций, таких как перемычки, плиты перекрытия, балконные плиты, лестничные марши, 157 Глава 7. Каменные работы площадки и др. При этом необходимо соблюдать некоторые правила укладки данных конструкций. 1. Опирание сборных железобетонных и стальных конструкций на кирпичную кладку должно производиться на слой раствора толщиной 10–15 мм или на монолитные подушки. Толщина монолитных подушек должна быть кратной толщине кладки и составлять не менее 140 мм. 2. Глубина опирания железобетонных и стальных конструкций на кладку должна составлять не менее: • 120 мм – для плит перекрытия; • 100 мм – для не несущих перемычек; • 200 мм – для несущих перемычек, прогонов и ригелей. 3. Под опорными частями сборных конструкций при многорядной перевязке швов верхние ряды кладки должны быть тычковыми. Допускается опирание сборных конструкций на ложковые ряды при однорядной системе перевязки швов. 4. Кладку последующих этажей выполняют только после укладки несущих конструкций перекрытий нижележащего этажа, анкеровки стен и заделки швов между плитами перекрытия. Плиты перекрытия монтируют после окончания кладки перекрывающего этажа, а также монтажа всех его индустриальных конструкций. Перед укладкой плит проверяют опорные поверхности стен нивелиром, при необходимости выравнивают стяжкой из цементного раствора. Плиты перекрытия укладывают на цементном растворе марки М100 или же на растворе кладки стен. Монтаж начинают от стены с инвентарных подмостей. При укладке последующих плит монтажники располагаются на смонтированных плитах (рис. 22, вклейка). Пустотные плиты следует укладывать усиленными торцами на стены, несущие более высокую нагрузку. Между торцами плит перекрытия и наружной стеной рекомендуется укладывать утеплитель. Перепад лицевых поверхностей двух смежных плит не должен превышать 5–10 мм в зависимости от длины плиты. Перемычки укладывают после завершения кладки простенков (несущие перемычки – краном, рядовые – вручную). В зазоры между брусковыми перемычками рекомендуется укладка утеплителя. Лестничные площадки укладывают после проверки мест опирания. Каменщики принимают конструкцию, находясь на под158 7.14. Монтаж конструкций при возведении кирпичных зданий мостях или на перекрытии. Уложив площадку, проверяют ее соосность с площадками нижних этажей и ее горизонтальность. Расстояние между уложенными площадками проверяют деревянным шаблоном, имеющим форму продольного сечения косоура. При необходимости рихтуют ломом. Лестничные марши, как и все другие конструкции, подают на монтаж в проектном положении, поэтому их строповку выполняют четырехветвевым стропом с двумя укороченными ветвями (рис. 7.13). Для маршей, не имеющих петель, используют вилочный захват. а б в г 4 0 00 0 –5 00 Рис. 7.13. Схема монтажа лестничных маршей: а – строповка лестничного марша вилочным захватом; б – подъем четырехветвевым стропом; в – установка; г – выверка Каменщики, принимающие конструкцию, находятся на верхней и нижней лестничных площадках. Они очищают место опирания и расстилают раствор. Марш опирают сначала на нижнюю площадку, затем на верхнюю. При укладке проверяют горизонтальность ступеней. Стык между площадкой и маршем тщательно заполняют раствором. Балконные плиты устанавливают после монтажа перекрытий и до начала кладки следующего этажа. Их временно закрепляют инвентарными приспособлениями: телескопическими стойками, кронштейнами. Инвентарные крепления снимают после завершения кладки стен второго яруса. 159 Глава 7. Каменные работы 7.15. КЛАДКА В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ Зимними условиями при строительно-монтажных работах считают выполнение работ при температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С. Эти условия подразумевают проведение различных дополнительных мероприятий, обеспечивающих естественное твердение раствора в кладке. При отрицательных температурах раствор кладки набирает прочность не за счет физико-химических процессов между компонентами, а в результате замерзания воды, содержащейся в нем. На поверхности камней заполнителя образуется ледяная пленка. При этом объем замерзшей воды увеличивается на 10 %. Механическая прочность раствора увеличивается, но затем при оттаивании его состояние переходит в пластическое, что снижает прочность кладки. Чем раньше раствор замерзает, тем больше будет потеря его прочности при оттаивании. Практика строительства показала, если раствор в кладке до замерзания приобретает 20 % своей проектной прочности (критическая прочность), то этого достаточно для дальнейшей безопасной эксплуатации каменных конструкций. На этом явлении основан ряд методов производства каменных работ: • метод замораживания; • использование противоморозных добавок; • прогрев кладки. Метод замораживания. Сущность метода заключается в том, что кладка ведется так же, как и летом, но на подогретом растворе. При кладке способом замораживания раствор замерзает, не набрав марочную прочность, но приобретает критическую. При положительных температурах цементный раствор продолжает набирать прочность, но достигнет ее только при использовании марки раствора выше проектной. Поэтому в конструкциях, несущая способность которых будет использована полностью и кладка велась при температуре до –20 °С, марка раствора должна быть выше на одну ступень, при более низкой температуре – на две ступени. Чаще всего это цементный раствор марок М75, М100. Раствор при кладке методом замораживания расстилается не более чем на два кирпича при кладке версты и не более чем на 6–8 кирпичей при кладке забутки. 160 7.15. Кладка в зимнее время Кирпич и камень необходимо укладывать по однорядной системе перевязки способом вприжим с полным заполнением швов. Толщина горизонтальных швов должна быть не более 12 мм, так как в период оттаивания такая кладка может дать большую осадку с возможными разрушениями. Для повышения прочности кладки в местах примыкания и пересечения стен обычно на уровне перекрытий используют металлические связи (рис. 7.14). 1 1 00 10 < 10 0 0 0 10 0 0 <1 20 0 2 2 а 10 0 б в 3 Рис. 7.14. Усиление кладки стальными связями: а – в углах; б – в пересечении стен; в – в местах примыкания колонн к стенам; 1 – вертикальные анкеры диаметром 10–12 мм; 2 – горизонтальные связи диаметром 8–10 мм; 3 – горизонтальный анкер диаметром 8–10 мм Выполнение работ следует производить одновременно по всей захватке. Высоту каменных конструкций, возводимых способом замораживания, определяют расчетом, но она не должна превышать 15 м и четырех этажей. Затем объект консервируют до оттепели, и к возведению следующих этажей приступают не ранее чем через 28 сут после оттаивания кладки. За это время раствор должен набрать свою проектную прочность. В известковом и глиняном растворе процесс гидратации после оттаивания уже не возобновляется. Методом замораживания запрещено выполнять кладку из рваного бута. Кладка на растворах с противоморозными добавками. Этот метод основан на том, что ряд химических добавок может изменять свойства растворов, которые позволяют их использовать в экстремальных зимних условиях. Противоморозные добавки снижают температуру замерзания раствора, при этом они продолжают набирать прочность и не замерзают в определенных пределах и при отрицательных температурах. Наиболее распространенными добавками для кладки в зимнее время являются поташ, нитрит натрия, нитрат кальция, мо161 Глава 7. Каменные работы чевина и др. Чаще всего их применяют в различном сочетании и в необходимом соотношении. За исключением нитрита натрия перечисленные соли обладают рядом отрицательных свойств, которые затрудняют их широкое применение. Это и быстрое схватывание раствора, и коррозия арматуры, высолы, гигроскопичность стен и т. д. В связи с этим они должны применяться с соблюдением требований, указанных в ППР. Прогрев кладки. Этот более дорогой и трудоемкий метод заключается в поддержании необходимой температуры раствора до приобретения им критической прочности. Прогрев кладки осуществляют с использованием различного оборудования и нагревательных устройств. Применяют электрический ток, пар, подогретый воздух. Прогрев к ладки нагревательными устройствами можно выполнять ТЭНами, калориферами, тепловыми пушками. Обогрев кладки выполняют только изнутри закрытого помещения. При этом желательно, чтобы одновременно снаружи кладка нагревалась солнечными лучами, в противном случае она может потерять равновесие в результате одностороннего отогревания. Кладку в тепляках применяют для возведения небольших в плане зданий, а также для отдельных и изолированных конструкций. Тепляки – это специальные укрытия, которые изолируют строящееся здание от воздействия внешней среды. В них поддерживают температуру не ниже 10 °С с помощью нагревателей и калориферов, при этом кладку выполняют обычными методами, как и в летних условиях. Электропрогрев кладки применяют при небольших объемах работ для наиболее нагруженных участков. Принцип электропрогрева заключается в том, что в растворные швы кладки укладывают электроды, к которым подключают электрический ток напряжением 127, 220, 380 В. Прогрев осуществляется за счет преобразования электрического тока в тепловую энергию, при этом швы прогреваются до температуры 30–35 °С. После набора раствором критической прочности прогрев прекращают. В качестве электродов используют проволоку диаметром 5–6 мм (ее диаметр зависит от выбранной схемы прогрева и источника электроэнергии). Электроды располагают через 15 см друг 162 7.15. Кладка в зимнее время от друга и через два-три ряда кладки по высоте. В армированной кладке роль электродов выполняют стальные сетки (рис. 7.15). 2 30 0– 40 0 3 5 50 1 4 а 1 б 3 Рис. 7.15. Электропрогрев кладки: а – кирпичной стены; б – кирпичного столба; 1 – электрическая сеть; 2 – пластинчатые электроды; 3 – отпайки; 4 – провода; 5 – стальная сетка Кладку выполняют только на цементных растворах марки не ниже М50. Очень важно, чтобы все вертикальные швы были тщательно заполнены. Удорожание зимней кладки при способе замораживания может составлять 8–12 %, на растворах с противоморозными добавками – 12–20, при электропрогреве – 15–20, в тепляках – более 30 %. Требования к материалам и производству работ. Кирпич и другие стеновые материалы перед укладкой в конструкцию очищают от снега и наледи. Кладку ведут на более пластичных растворах. Применение замерзшего раствора не допускается, поэтому рекомендуется доставлять его в утепленной таре и подавать только на 30–40 мин работы. При использовании ящиков-контейнеров, не имеющих подогрева, растворная смесь должна быть выработана до начала замерзания. Замерзшую растворную смесь нельзя отогревать горячей водой. В Журнале производства работ, кроме записей о составе выполняемых работ, следует фиксировать температуру наружного воздуха, количество добавок в растворе, температуру раствора в момент укладки. Мероприятия, проводимые в период оттаивания кладки. Каменные конструкции при оттаивании отличаются повышенной 163 Глава 7. Каменные работы деформативностью. В этот период раствор обжимается вышележащими слоями кладки и конструкции дают осадку (до 2 мм на 1 м высоты кладки). Кроме того, раствор неравномерно оттаивает по толщине, неодинаково оттаивают стены, обращенные на север и юг. Поэтому в данное время следует осуществлять контроль деформации кладки, а также выполнять мероприятия по ее разгрузке и временному усилению. Повышению устойчивости кладки в период оттаивания способствует ряд необходимых мероприятий: • армирование углов и участков примыкания стен, нагруженных столбов и простенков; • оставление зазоров на осадку толщиной не менее 5 мм над оконными и дверными коробками; • анкеровку по ходу кладки плит перекрытия и прогонов, крепление кладки к каркасу здания; • разгрузку и усиление кладки. Для разгрузки кладки с перекрытий необходимо удалять случайные, не предусмотренные проектной документацией нагрузки. Для разгрузки простенков в проемах враспор устанавливают стойки на клиньях, позволяющих регулировать их положение по мере осадки кладки (рис. 7.16, а). Также используют металлические стойки. 5 6 б 1 2 9 3 г 4 10 8 д а 7 в Рис. 7.16. Усиление каменной кладки на период оттаивания: а – простенков разгрузочными стойками; б – столбов и простенков стальной обоймой; в – то же, инвентарными хомутами; г – отдельно стоящих стен двусторонними подкосами; д – высоких простенков двусторонними сжимами; 1 – доска; 2 – стойка; 3 – клинья; 4 – деревянная подкладка; 5 – стальной уголок; 6 – стяжной болт; 7 – хомуты со стяжными болтами; 8 – подкосы; 9 – бревна; 10 – проволочные скрутки 164 7.16. Кладка в условиях сухого и жаркого климата Для увеличения несущей способности и обеспечения устойчивости столбов и простенков выполняют усиление кладки стальными обоймами или инвентарными хомутами из металлических уголков, стянутых болтами (рис. 7.16, б, в). Отдельно стоящие стены, высота которых более чем в 5 раз превышает их толщину, временно закрепляют двусторонними подкосами (рис. 7.16, г), а высокие простенки раскрепляют двусторонними сжимами (рис. 7.16, д). 7.16. КЛАДКА В УСЛОВИЯХ СУХОГО И ЖАРКОГО КЛИМАТА В условиях сухого и жаркого климата, при температуре наружного воздуха 25 °С и выше и относительной влажности менее 50 % влага интенсивно испаряется из раствора, что резко сказывается на его подвижности. Работы с таким раствором затруднены, поэтому трудоемкость кладки возрастает. Кроме того, при интенсивном испарении влаги в швах могут появиться отслоения и трещины, что скажется на качестве кирпичной кладки. Для замедления процесса испарения влаги в растворы добавляют водоудерживающие полимерные добавки, а кирпич перед укладкой обильно увлажняют. Кладку в жаркую и сухую погоду с применением растворов без полимерных добавок необходимо выполнять с соблюдением следующих условий: • свежая кладка должна поддерживаться в увлажненном состоянии в течение всего жаркого времени суток; • емкости с раствором должны укрываться от солнца; • каменные материалы до укладки в конструкцию должны обильно смачиваться водой; • при перерывах в работе верхний ряд кладки не должен покрываться раствором, а перед возобновлением работ должен поливаться водой; • за выполненной кладкой необходимо осуществлять наблюдение в течение всего периода набора раствором проектной мощности. Во время дождя, в целях защиты кладки от вымывания раствора из швов, устанавливают водосливные пороги, желоба, лив165 Глава 7. Каменные работы невые стоки и временные водосточные трубы. При сильном дожде кладку прекращают. 7.17. ИНСТРУМЕНТЫ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ИНВЕНТАРЬ ДЛЯ КЛАДКИ Для выполнения каменных работ набор инструментов комплектуют в зависимости от состава звена, вида кладки стен и материалов. В комплект инструментов и приспособлений, необходимых каменщику, входят производственные и контрольноизмерительные инструменты (рис. 7.17). а б в г ж д е и з к л н м о Рис. 7.17. Контрольно-измерительные и производственные инструменты каменщика: а – отвес; б – рулетка; в – шнуроотбойное приспособление; г – складной метр; д – угольник; е – правило; ж – метростат; з – уровень; и – кельма; к – лопата растворная; л – насадка-миксер; м – молоток-кирочка; н – станок для рубки кирпича; о – расшивки кирпича 166 7.18. Леса и подмости для кладки Производственные инструменты: • кельма комбинированная для разравнивания раствора, заполнения вертикальных швов, подрезки излишков раствора в швах; • лопатка растворная для подачи, расстилания и размешивания раствора; • молоток-кирочка для осаживания, рубки и тески кирпича; • станок для рубки кирпича; • расшивки для отделки фасадных швов; • шнур-причалка для обеспечения горизонтальности рядов; • причальные скобы или гвозди для крепления шнура-причалки. Производственные нструменты для кладки из ячеистобетонных блоков: • электромиксер для приготовления составов; • электропила или ручная пила для распиловки блоков; • рубанок по ячеистому бетону для выравнивания неровностей; • мастерок-гребенка разной ширины для нанесения растворной смеси; • резиновый молоток для рихтовки уложенных блоков и др. Контрольно-измерительные инструменты: • отвес для проверки вертикальности кладки; • уровень строительный для проверки горизонтальности рядов и вертикальности кладки; • уровень водяной для проверки горизонтальности кладки и уровня смонтированных конструкций; • рулетка или складной метр для разметки и проверки линейных размеров кладки; • порядовки для обеспечения горизонтальности рядов кладки; • угольник для контроля углов кладки; • правило длиной 1,5–2,0 м для проверки лицевой поверхности кладки. 7.18. ЛЕСА И ПОДМОСТИ ДЛЯ КЛАДКИ В целях повышения производительности труда каменщиков при кладке на высоте более 1,2 м от уровня земли или перекрытия необходимо применять средства подмащивания. 167 Глава 7. Каменные работы При наличии перекрытий применяют подмости, при значительной высоте кладки и при отсутствии перекрытий – леса. Леса – это многоярусная сборно-разборная конструкция, предназначенная для организации рабочих мест на разных горизонтах. Наиболее широко применяют леса трубчатые безболтовые, трубчатые болтовые, из объемных элементов, универсальные самоходные, фронтальные, подвесные. Трубчатые безболтовые леса состоят из стоек и ригелей, собираемых в пространственный каркас при помощи крюков и патрубков без применения болтов (рис. 7.18, а). Стойки устанавливают через 2 м. К стойкам приваривают патрубки через 1 м по высоте. Поверх ригелей укладывают щитовой настил с ограждением. 5 3 I 3 4 II 8 4 6 7 9 а 4 3 2 1 б Рис. 7.18. Инвентарные леса: а – трубчатые леса; I – безболтовое соединение; II – болтовое соединение; б – леса из объемных элементов; 1 – подкладка; 2 – башмак; 3 – стойка; 4 – ригель; 5 – ограждение; 6 – крюк, приваренный к ригелю; 7 – патрубки, приваренные к стойке ригеля; 8 – рабочий настил; 9 – вертикальные этажерки В трубчатых болтовых лесах стойки и ригели соединяют на болтах с помощью съемных хомутов, что позволяет выполнять крепление между стойками и ригелями в любой точке (см. рис. 7.18, а). Такие леса универсальны и могут применяться для зданий любой конфигурации. Однако они более трудоемки для сборки из-за большого количества элементов. Леса и з объемных элементов состоят из объемных этажерок и панелей рабочего настила с ограждением (рис. 7.18, б). Их при168 7.18. Леса и подмости для кладки меняют для кладки стен одноэтажных промышленных зданий высотой до 14,2 м. В самоходных лесах площадку выдвигают на необходимую высоту. Леса бывают фронтальные – для работы по периметру стены и в виде тур (вышек), которые могут достигать высоты 10 м. При кладке стен промышленных зданий высотой 15 м и более возможно применение подвесных лесов. Леса, не обладающие собственной расчетной устойчивостью, должны быть прикреплены к зданию. При выполнении работ на высоте 6 м и более должно быть два настила: рабочий и защитный. Для безопасного подъема и спуска рабочих на расстоянии не более 40 м леса оборудуют лестницами или пандусами. Подмости – это одноярусная конструкция, предназначенная для выполнения работ, требующих перемещения рабочих мест по фронту работ (рис. 7.19). 5500 2200 2050 H 1150 2050 B а B 5300 б в H г д 1650 5500 B Рис. 7.19. Подмости: а – шарнирно-панельные при кладке второго и третьего ярусов; б – блочные; в – площадки-подмости; г – универсальные панельные; д – рычажные с гидроприводом; В, Н – верхнее и нижнее положение подмостей 169 Глава 7. Каменные работы Подмости для кладки бывают шарнирно-панельные, рычажные, универсальные пакетные самоустанавливающиеся, блочные (панельные), переносные тумбы, подлески. Они могут быть инвентарные и неинвентарные. Рекомендуется применять инвентарные подмости (стандартные), неинвентарные – применяют в исключительных случаях, тогда их конструкция должна быть приведена в проектной документации. Леса и подмости устанавливают на спланированный и уплотненный грунт c обеспечением отвода поверхностных вод. Между подмостями и стеной оставляют зазор 5 см для контроля качества кладки отвесом. 7.19. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА КАМЕНЩИКОВ 7.19.1. Подача материалов к рабочим местам Каменные материалы доставляют на объект пакетным или контейнерным способом. При пакетном способе используют пакеты в виде поддонов. Кирпич сразу после обжига уже на заводе-изготовителе загружают на поддоны и кранами устанавливают на автомобили. На поддоны кирпич обычно складывают «в елочку», при этом почти исключается его выпадение при транспортировании. На поддоне таким способом можно уложить 400 шт. кирпича обычных размеров и 200 шт. камня. На рабочее место каменщиков кирпич подают четырехветвевыми стропами или с помощью подхватов-футляров (рис. 7.20). Их надевают сверху на поддоны и скрепляют с крюками. При контейнерном способе кирпич укладывают в универсальный контейнер с деревометаллическим поддоном. Поддоны, так же как и футляры контейнеров, после использования кирпича возвращают на завод. Пакетный способ более дешевый по сравнению с контейнерным (на 10 %). Ячеистобетонные блоки доставляют в контейнерах или на поддонах с жесткой фиксацией термоусадочной пленкой либо перевязкой их стальной лентой или другим креплением. Такой способ обеспечивает неподвижность и сохранность блоков. 170 7.19. Организация труда каменщиков 3 а 2 1 4 5 4 б 6 в 9 г 8 7 д 10 Рис. 7.20. Инвентарь для каменной кладки: а – установка для приема и выдачи раствора; б – бункер с челюстным затвором; в – растворный ящик; г – подхват-футляр; д – самозатягивающийся захват; 1 – емкость для перемешивания раствора; 2 – моторный отсек; 3 – крышка; 4 – затвор для выдачи раствора; 5 – штурвал; 6 – петли для строповки; 7 – поддон с поперечными брусками; 8 – Г-образный полуфутляр; 9 – рама захвата; 10 – захватное устройство Не менее чем на двух блоках с противоположных сторон контейнера или пакета наносят маркировку. Маркировочная надпись должна состоять из размеров блоков по длине, ширине, высоте в миллиметрах, класса бетона по прочности на сжатие, марки по средней плотности, марки по морозостойкости, категории и обозначения стандарта. Пример условного обозначения блока ячеистого стенового длиной 588 мм, шириной 600 мм, высотой 145 мм, к ласса по прочности на сжатие В2,5, марки по средней плотности D500, марки по морозостойкости F35 и категории 2: 588 × 600 × 145-2,5-500-35-2 СТБ 1117–98. Раствор с завода-изготовителя доставляют самосвалами, авторастворовозами, в бункерах-раздатчиках. Доставленный на объект раствор разгружают в устройство для механического перемешивания и подают на рабочее место в бункерах, бадьях, растворных ящиках или растворонасосами (см. рис. 7.20). Запас кирпича на рабочем месте должен соответствовать потребности в нем на 2–4 ч, запас раствора – на 40–45 мин. 171 Глава 7. Каменные работы Сухие смеси приготовляют централизованно в заводских условиях или на строительной площадке, доводят до готового состояния согласно рецептуре, указанной производителем. На строительный объект сухую смесь доставляют в бумажных мешках массой 25–40 кг на поддонах. При транспортировании должны быть исключены попадание атмосферных осадков, прямых солнечных лучей и нарушение однородности сухой смеси. 7.19.2. Организация рабочего места каменщика Рабочее место каменщика – это ограниченный участок возводимой стены и часть подмостей или перекрытия, в пределах которых расположены материалы и перемещаются рабочие. Организация рабочего места является важным фактором повышения производительности труда каменщика и качества работ. Поэтому оно должно находиться в радиусе действия крана, иметь ширину 2,5–2,8 м. Его разделяют на три зоны (рис. 7.21): • рабочую шириной 0,6–0,7 м, где работают каменщики; • зону складирования шириной 1,0–1,5 м для размещения материалов; • транспортную (такелажную), где работают такелажники. 250 1 0 3 0 80 0 70 2 0 0 0 10 250 Рис. 7.21. Рабочее место каменщика: 1 – рабочая зона; 2 – зона размещения материалов; 3 – транспортная зона 172 7.19. Организация труда каменщиков Во всех случаях должны быть обеспечены возможность свободного перемещения рабочих вдоль фронта работ и их безопасность. Материалы необходимо разместить таким образом, чтобы каменщик не делал лишних движений, так как это снижает производительность труда. Количество поддонов с кирпичом и ящиков с раствором, а также их чередование зависят от толщины возводимой стены, наличия проемов, сложности кладки. Обычно кирпич размещают напротив простенков на двух поддонах, раствор – напротив проемов. 7.19.3. Формирование бригад и звеньев каменщиков Каменные работы выполняют звеньями и бригадами, количественный и квалификационный состав которых устанавливают в зависимости от объемов каменных работ, сроков строительства, методов производства работ, производительности кранов. Кроме того, выполнение каменной кладки тесно связано с рядом смежных и вспомогательных работ. Так, транспортные рабочие (такелажники) обеспечивают непрерывную подачу материалов к рабочим местам. Плотники устанавливают подмости. По окончании кладки этажа монтажники приступают к монтажу перекрытий, лестниц, перегородок. Стропальщики выполняют строповку грузов, бетонщики – монолитные заделки. Поэтому кладку осуществляют как специализированными, так и комплексными бригадами. В состав специализированных бригад входят только каменщики, в состав комплексных – каменщики, монтажники, могут входить плотники-бетонщики, сварщики и др. Очень часто из-за небольших объемов смежных работ нецелесообразно формировать бригады из рабочих одной узкой профессии. В таком случае лучше, когда каменщики имеют дополнительную квалификацию, например монтажника, стропальщика, бетонщика. Производственной единицей бригады является звено. В каменных работах в зависимости от количества рабочих звенья называют «двойка», «тройка», «четверка», «пятерка», «шестерка». В каждом звене предполагается наличие каменщика более высокой и более низкой квалификации. 173 Глава 7. Каменные работы Квалификация определяется разрядом. Количественный и квалификационный состав звена зависит от сложности (трудоемкости) кладки, толщины возводимой стены. Более многочисленные звенья расставляют на простых участках (например, глухих стенах без проемов), более малочисленные – на сложных (углах, простенках) (рис. 7.22). 3(4) 3(4) 3(4) 1 1 1 3(4) 1 а 2 1 3(4) 3(4) 1 1 3(4) 2 1 3(4) 2 2 б 1 2 20 00 –30 00 1 2 1 3 1 20 00 –30 00 1 3 1 в Рис. 7.22. Работа звеньев каменщиков: а – «двойки» при кладке наружной версты, внутренней версты и забутки; б – «тройки» при кладке наружной ложковой версты, внутренней версты и забутки; в – «пятерки»; 1 – каменщик 2-го разряда; 2 – каменщик 3-го разряда; 3 – каменщик 4-го разряда; 4 – каменщик 5-го разряда 174 7.20. Организация каменной кладки в комплексе с монтажом сборных конструкций Установлено, что наибольшей высотой, на которой можно рационально вести кладку, является 1,2 м. При большей высоте снижаются качество работ и производительность труда каменщиков. Поэтому кладку на уровне 1,3 м и выше следует выполнять с подмостей. В целях эффективной организации труда кладку стен по высоте делят на ярусы. За ярус принимают участок стены при кладке высотой 1,1–1,2 м. Весь фронт работ при каменной кладке разбивают на захватки, а захватки – на делянки. Захватка – это участок производства работ, где работает бригада каменщиков в течение смены. Делянкой называют участок кладки, выделенный звену на одну смену в пределах одного яруса. Длину делянки определяют по формуле Lдел 1, 2 8 n, ahN где L дел – длина делянки, м; 1,2 – коэффициент, учитывающий перевыполнение норм; 8 – общее время работы звена в смену, ч; а – толщина стены, м; h – высота яруса, м; N – норма времени на 1 м3 кладки, чел.-ч; n – количество рабочих в звене. 7.20. ОРГАНИЗАЦИЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ В КОМПЛЕКСЕ С МОНТАЖОМ СБОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Обычно каменные и монтажные работы выполняют совместно, и работа бригад различных специальностей должна быть организована так, чтобы не было простоев. Это достигается при поточном методе, когда строящееся здание в плане делят на равные по трудоемкости захватки, а по высоте – на ярусы. В жилищном строительстве захваткой является одна-две секции здания. В зависимости от количества захваток организацию каменно-монтажных работ могут осуществлять по одно-, двух- и трехзахватной системам организации труда. Однозахватную систему применяют при возведении небольших в плане зданий, при одноэтажном строительстве. Каменную кладку и монтаж ведут каменщики, обладающие смежной про175 Глава 7. Каменные работы фессией монтажника. При этом кладку этажа делят по высоте на три яруса. Кладка первого яруса по всему периметру здания должна быть закончена к концу первой смены. Во вторую смену выполняют вспомогательные работы: доставку материалов, установку и перестановку подмостей и др. Через три дня, после завершения кладки всего этажа, бригада расформировывается на звенья монтажников (4–5 человек) и выполняет монтаж сборных элементов в две или в три смены. На захватке (участке), где осуществляют монтаж, по условиям безопасности труда не могут находиться каменщики. Двухзахватная система более распространена. Ее применяют при строительстве двух-, трех- и четырехсекционных зданий. Чаще всего – в зданиях с высотой этажа до 3 м, когда кладку можно разделить на два яруса. Здание в плане разбивают на две равные по трудоемкости захватки, захватки – на делянки. За каждой делянкой закрепляют звено каменщиков. Размеры делянки должны быть такими, чтобы звено за смену могло завершить работу на своей делянке на высоту яруса. На первой захватке выполняют кладку, на второй – монтаж конструкций, установку подмостей. Бригады работают поочередно, сменяя друг друга на разных захватках. При этом их состав и объемы работ должны обеспечить одновременное завершение процессов на двух захватках. Оптимальная продолжительность работ на этаже определяется взаимной увязкой продолжительности двух-, трехсменной работы крана и каменной кладки. Работы могут выполняться в одну, две или в три смены. Трехзахватную систему применяют для зданий большой протяженности (пяти-, шестисекционные дома). Здание в плане разбивают на три равные по трудоемкости захватки: на одной выполняют кладку, на другой – установку подмостей и заготовку материалов, на третьей – монтаж. 7.21. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА КЛАДКИ По мере возведения каменных конструкций осуществляется систематический контроль правильности перевязки, толщины и заполнения швов, а также вертикальности, горизонтальности и 176 7.21. Контроль качества кладки прямолинейности поверхностей. Качество заполнения швов следует проверять не реже трех раз по высоте этажа. Вертикальность граней, углов кладки и горизонтальность ее рядов проверяют не реже двух раз на 1 м высоты кладки, а толщину швов – через пять-шесть рядов. Отклонения элементов каменных конструкций от проектного положения не должны превышать значений, приведенных в таблице 7.2. Таблица 7.2 Допустимые отклонения для стен из кирпича, камней правильной формы, мелких блоков (ТКП 45-1.03-314) Отклонение Толщины стены Ширины простенков Ширины проемов Осей конструкций от разбивочных Граней и углов кладки от вертикали: на этаж на здание высотой более двух этажей Ширины швов: горизонтальных вертикальных Рядов кладки от горизонтали на 10 м длины стены Максимальное значение, мм ±15 –15 15 10 ±10 ±30 –2; +3 –2; +2 15 Толщина горизонтальных швов кладки из одинарного кирпича должна составлять 10 мм, кладки из утолщенного кирпича и камней правильной формы – 12 мм, вертикальных швов – 10 мм. Горизонтальные и вертикальные швы в кирпичных стенах, перемычках, простенках и столбах следует полностью заполнять раствором. При выполнении кладки впустошовку глубина незаполненной части шва с лицевой стороны не должна превышать 15 мм для стен, 10 мм – для столбов. Не допускается ослабление каменных конструкций отверстиями, бороздами, нишами, проемами, не предусмотренными проектной документацией. Запрещается прокладка инженерных коммуникаций в стенах (перегородках) толщиной 120 мм и менее, за исключением прокладки с заглублением штрабы на 1/3 толщины стены. 177 Глава 7. Каменные работы По окончании кладки каждого этажа необходимо выполнить геодезическую проверку горизонтальности и вертикальности стен. Проверяют правильность устройства осадочных и температурных швов, качество гидроизоляции кладки, наличие и правильность установки закладных деталей, качество поверхностей фасадных неоштукатуренных стен, соблюдение цвета, требуемой перевязки, рисунка и расшивки швов. Элементы каменных и армокаменных конструкций, скрываемые в процессе производства последующих работ, должны быть приняты по Акту освидетельствования скрытых работ, в том числе места опирания и закрепление в кладке сборных железобетонных конструкций, армированная кладка, кладка с утеплителями, закладные детали и их антикоррозионная защита, осадочные и деформационные швы, гидро- и пароизоляция и др. 7.22. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАМЕННЫХ РАБОТ При выполнении каменных работ основными причинами травматизма являются падение рабочих с высоты, падение различных предметов на рабочих, работа в зоне действия монтажных механизмов. Безопасность будет обеспечена при соблюдении следующих условий: • надежном устройстве лесов и подмостей; • наличии ограждений проемов в наружных стенах и перекрытиях; • наличии защитных козырьков; • использовании каменщиками в необходимых случаях предохранительных поясов; • использовании исправных механизмов и инструментов; • своевременной уборке рабочих мест; • освещении рабочих мест в темное время суток; • обеспечении устойчивости кладки в зимнее время и в период оттаивания кладки. Леса и подмости должны отвечать необходимым требованиям в отношении прочности, устойчивости и наличии надежных ограждений. Запрещается выполнять кладку стен со случайных средств подмащивания, а также стоя на стене. Настил подмостей 178 7.22. Требования безопасности при производстве каменных работ необходимо очищать от строительного мусора, а зимой от снега, посыпать песком. Конструкция подмостей и допустимые нагрузки на настилы должны соответствовать требованиям, предусмотренным в ППР. Ширина настилов на лесах и подмостях для каменных работ должна быть не менее 2 м. Они должны быть с ограждением высотой не менее 1,1 м, а также иметь бортовое ограждение настила рабочей площадки не менее 0,15 м. Леса высотой до 4 м допускаются к эксплуатации после их приемки производителем работ (мастером) с записью в Журнале приемки и осмотра лесов и подмостей. Леса высотой более 4 м допускаются к эксплуатации только после приемки их комиссией с оформлением Акта приемки лесов, который утверждает главный инженер организации. До утверждения акта работа с лесов не допускается. При приемке лесов и подмостей должны быть проверены наличие связей и креплений, обеспечивающих устойчивость, узлы крепления отдельных элементов, наличие рабочих настилов и ограждений, вертикальность стоек, надежность опорных площадок и заземление (для металлических лесов). Средства подмащивания должны осматриваться прорабом или мастером не реже чем через каждые 10 дней и ежесменно – бригадиром. Результаты осмотра записывают в журнал. После дождя, ветра, оттепели, землетрясения их необходимо осматривать дополнительно. Обнаруженные нарушения нужно устранить, а леса принять повторно в установленном порядке. При кладке наружных стен зданий высотой более 7 м с внутренних подмостей необходимо по всему периметру здания выделять опасную зону разреженным панельным ограждением высотой 1,2 м, а высотой до 7 м – сигнальным ограждением и знаками безопасности. При кладке стен с внутренних подмостей по всему периметру здания следует устанавливать защитные козырьки шириной не менее 1,5 м с углом наклона к горизонту 20 ° (рис. 7.23). Их крепление выполняют к закладным деталям, заведенным в кладку по мере ее выполнения. Первый ряд козырьков располагают на высоте не более 6 м от земли и сохраняют до полного окончания кладки, второй – на высоте 6–7 м над первым рядом, а затем по ходу кладки переставляют через такую же высоту. 179 Глава 7. Каменные работы Стены высотой до 7 м допускается возводить без защитных козырьков, если вокруг здания устанавливают ограждение на расстоянии не менее 1,5 м от стены, а над входами – навесы шириной не менее ширины входа с вылетом на расстояние не менее 2 м от стены здания. Угол, образуемый между козырьком и стеной над входом, должен быть в пределах 70–75°. Ходить по козырькам, а также класть на них материалы не допускается. 3 2 I I 2 1 4 5 Рис. 7.23. Защитные козырьки при кладке стен: 1 – навес; 2 – кронштейн; 3 – козырек; 4 – доска; 5 – стальной крюк Оконные и дверные проемы в наружных стенах, не заполненные блоками, закрывают инвентарными временными ограждениями на высоту 1 м. Уровень кладки после каждой перестановки подмостей должен быть не менее чем на два ряда выше уровня рабочего пола настила или перекрытия. При кладке стен здания на высоту до 0,7 м от рабочего настила или перекрытия и расстоянии от уровня кладки с внешней стороны до поверхности земли (перекрытия) более 1,3 м необходимо применять ограждающие (улавливающие) устройства. При невозможности их применения используют предохранительный пояс. Карнизы, выступающие за плоскость фасада более чем на 30 см, выкладывают с наружных лесов. В зимнее время для каменных конструкций, возведенных способом замораживания, в ППР должен быть определен способ оттаивания конструкций (искусственный или естественный) и 180 7.22. Требования безопасности при производстве каменных работ указаны мероприятия по обеспечению устойчивости и геометрической неизменяемости конструкций на период оттаивания. В период оттаивания и твердения раствора в каменных конструкциях, выполненных способом замораживания, следует установить за ними постоянное наблюдение. Пребывание в здании лиц, не участвующих в мероприятиях по обеспечению устойчивости указанных конструкций, не допускается. При электропрогреве каменной кладки прогреваемые участки должны быть ограждены и находиться под наблюдением электромонтера. Не допускается вести кладку на участках электропрогрева, а также применять электропрогрев в сырую погоду и во время оттепели. ГЛАВА 8. ПЛОТНИЧНЫЕ И СТОЛЯРНЫЕ РАБОТЫ 8.1. МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ, СПОСОБЫ ИХ ОБРАБОТКИ И ПОДГОТОВКИ Область применения изделий из древесины. Дерево – древнейший уникальный материал. Оно накапливает тепло, а затем долго отдает его. Поэтому деревянные дома являются теплыми, они дышат, пропускают воздух и пар. Земной шар покрыт лесом на 27 %, а Республика Беларусь – на 34 %. В нашей стране древесина – местный материал. Широкому применению древесины в строительстве способствуют ее высокие технические характеристики: низкая теплопроводность, химическая стойкость, способность поглощать вредные вещества, легкая обработка, высокая прочность, устройство деревянных изделий в любое время года. Недостатками, которые ограничивают область применения изделий из древесины, является то, что они усыхают, разбухают, растрескиваются, горят, загнивают, имеют пороки и поражаются насекомыми. В промышленном и гражданском строительстве изделия из древесины применяют для возведения стен малоэтажных зданий, устройства полов и стропильных конструкций, заполнения оконных и дверных проемов, выполнения различных видов отделки. Новый импульс в строительстве в настоящее время получен в связи с внедрением эффективных антисептических материалов, а также клееных конструкций. Это позволило применять изделия из дерева в зданиях разного назначения, в том числе во влажных условиях и с химически агрессивной средой. Использование деревянных конструкций, таких как балки, рамы, фермы, в качестве несущих из-за небольшой массы (по сравнению с железобетонными) приводит к облегчению и уде182 8.1. Материалы и изделия из древесины, способы их обработки и подготовки шевлению каркаса (рис. 23, вклейка). Некоторые крупные стадионы имеют сетчатые купола диаметром до 150 м и более. В Республике Беларусь впервые в мире проведены научные исследования по созданию и внедрению деревянных конструкций, преднапряженно-армированных стеклопластиковой арматурой. Плотничные и столярные работы. При возведении зданий и сооружений выполняют плотничные и столярные работы. К плотничным относят работы, предполагающие более грубую обработку древесины и упрощенное сопряжение элементов (установка дверных и оконных блоков, устройство дощатых полов, стропильных конструкций и др.). К столярным относят работы с более тщательным выполнением заготовок, более точной подгонкой узлов и соединений (устройство встроенной мебели, изготовление изделий на станках). Плотничные работы в основном выполняют при возведении зданий, а столярные – при изготовлении изделий. Технология производства столярно-плотничных работ состоит из заготовительных, сборочных и монтажных процессов. Заготовительные и сборочные процессы выполняют в основном в заводских условиях, монтажные – на строительных площадках. Основные операции по обработке древесины. К основным операциям по обработке древесины относят пиление, строгание, фрезерование, шлифование и др. Пиление (распиловка) – это резание древесины для разделения материала на части и получения заготовок требуемого размера. Для пиления применяют пилы, а также ленточные и дисковые станки: для продольного раскроя – продольно-круглопильные, для поперечной распиловки – торцовочные. Строгание выполняют для устранения дефектов материала – шероховатостей, рисок, покоробленности и др. При строгании резец или ножи снимают слой материала, в результате получается гладкая поверхность. При изготовлении некоторых изделий поверхность шлифуют. В строительстве часто ограничиваются только строганием. Операцию выполняют вручную или на строгальных, фуговальных и рейсмусовых станках. Фрезерование выполняют для обработки деталей снятием стружки. При этом получают фасонный профиль. Кроме обработки деталей по внутреннему и внешнему контуру и отделки 183 Глава 8. Плотничные и столярные работы кромок, с помощью фрез нарезают шипы, калевки, проушины, используя фрезерные станки. Шлифование выполняют для создания гладкой поверхности изделия. Для этого пользуются абразивами: шкуркой или кругом, которые закрепляют на шлифовальных станках. Для выполнения перечисленных операций применяют ручной и электрифицированный инструмент: электрорубанки, пилы для продольной и поперечной распиловки, электродолбежники, струги-медведки, сверла, буравы для сверления и др. Сушка древесины. Влажность имеет важное значение для эксплуатации конструкций из древесины. Она регламентируется нормативами в зависимости от вида изделия, например, для досок чистого пола, дверных коробок она должна составлять (12 ± 3) %, для дверных полотен – (9 ± 3) %. Чаще всего влажность определяют электронными приборами – влагомерами. Применяют следующие виды сушки древесины: атмосферную, радиационную, камерную. Атмосферную сушку выполняют в естественных условиях: на открытых складах или под навесом. Ее интенсивность зависит от климатических факторов. Продолжительность сушки дватри месяца и более. Радиационную сушку осуществляют инфракрасными лучами, источником которых могут быть обычные электрические лампы накаливания, греющие спирали, экраны. Камерная сушка получила наиболее широкое распространение при работе с большими объемами древесины. Она проводится при повышенных температуре и атмосферном давлении в специальных сушильных камерах (рис. 24, вклейка). Для обеспечения долговечности деревянные конструкции должны быть защищены от гниения, возгорания и разрушения насекомыми. Для защиты от гниения применяют специальные химические вещества, которые повышают биостойкость древесины – антисептики. Это может быть креозотовое масло, фторид цинка, медный купорос. Для защиты от возгорания поверхность деревянных конструкций покрывают антипиренами – специальными огнезащитными материалами, а также штукатуркой, листами асбеста, огнезащитными красками, пастами. 184 8.1. Материалы и изделия из древесины, способы их обработки и подготовки Для защиты древесины от разрушения насекомыми используют химические вещества – инсектициды, наносимые на поверхность конструкции кистями или опрыскивателями. Виды соединений древесины. В процессе использования плотничных и столярных работ выполняют различные соединения заготовок: • сплачивание; • сращивание; • наращивание. Сплачивание – это соединение элементов (бревен, брусьев, досок) боковыми гранями по всей длине, в результате чего получается сплошной настил или стена (рис. 8.1). II I а б в 1 2 г Рис. 8.1. Способы соединения элементов сплачиванием: I – сплачивание досок; II – сплачивание бревен; а – в шпунт; б – вножовку; в – вразбежку; г – внах лест; 1 – плоская притеска; 2 – полукруглая притеска Сращивание – это сопряжение деревянных элементов по длине при горизонтальном их расположении (рис. 8.2). Сращивание применяют в том случае, если длина конструкции больше длины имеющихся в наличии материалов. а б в Рис. 8.2. Способы соединения элементов сращиванием: а – впритык; б – простая накладка в полдерева; в – косым прирубом Наращивание – это соединение элементов по высоте (рис. 8.3). Такое соединение применяют, когда высота конструкции больше стандартной длины одного элемента. 185 Глава 8. Плотничные и столярные работы а б в г Рис. 8.3. Способы соединения элементов наращиванием: а – косой накладкой в полдерева, обжатой хомутами; б – накладкой в полдерева, укрепленной болтами; в – впритык со сквозным шипом; г – впритык с потайным шипом Соединения деревянных конструкций разделяют на податливые и жесткие. К податливым относят соединения на цилиндрических и пластинчатых нагелях, металлических зубчатых пластинах, металлических нагельных пластинах, ввинченных стержнях, врезках и врубках. К жестким относят клеевые соединения древесины с древесиной и с другими плитными материалами, а также соединения на вклеенных стальных или стеклопластиковых стержнях. В зоне соединений не допускается наличие дефектов и повреждений древесины (трещины, гниль, несросшиеся сучки и т. п.). 8.2. СБОРКА ЗДАНИЙ ИЗ БРЕВЕН И БРУСЬЕВ Стены из бревен. Деревянные конструкции до сих пор занимают важное место в строительной практике. В условиях жесткой экономии топливно-энергетических ресурсов деревянные дома получили новый импульс своего развития: стена из бревен толщиной 20 см эквивалентна по теплосбережению кирпичной толщиной около 1 м. Бревнами называют круглый лесоматериал диаметром более 14 см и длиной не менее 3 м. Бревенчатые стены рубят из отесанного, откалиброванного и промаркированного в заводских условиях круглого леса диаметром 180–260 мм. Диаметр бревен внутренних стен должен быть на 2 см меньше диаметра наружных стен. 186 8.2. Сборка зданий из бревен и брусьев Систему стен из бревен, связанных между собой, называют срубом. При рубке стен их связывают в венцы. Каж5 дый венец представляет собой один ряд бревен, уложенных по периметру здания и связанных между собой по углам вруб1 ками (рис. 8.4). Перед укладкой в бревнах с нижней 4 стороны выбирают полукруглый паз, кото6 рым верхнее бревно укладывают на нижнее. Под первый ряд бревен укладывают рулонную гидроизоляцию. Нижние венцы антисептируют по всей поверхности. 3 Бревна укладывают ряд за рядом с прослойками теплоизоляционных уплот2 нителей. Раньше в этих целях использовали мох или паклю, сейчас – ватин 1 7 из волокон льна или джута толщиной 4–8 мм. Этот материал намного дороже пакли, но он позволяет добиться высокого качества уплотнения и значительно снизить трудозатраты. Рис. 8.4. Основные Во избежание деформации бревна элементы стены из бревен: между собой соединяют металлически1 – слив; 2 – гидроизоляция; ми или деревянными нагелями. Нагели длиной 400 мм и диаметром 25–30 мм 3 – бревна; 4 – конопатка (1/20 высоты проема); устанавливают на расстоянии 1,5–2,0 м 5 – чердачное перекрытие; друг от друга и не менее двух на один 6 – оконная коробка; элемент, при наличии проемов – до- 7 – продух для вентиляции полнительно на расстоянии 12–20 см от края проемов. Нагели должны проходить через два венца и заканчиваться в третьем. Их располагают в шахматном порядке по отношению к вышележащему ряду. Отверстия для нагелей высверливают на 20–25 мм глубже их длины. Сопряжение элементов стен представлено на рисунке 8.5. Рубку углов сруба выполняют следующими способами: • с остатком – «в чашу» (см. рис. 8.5, д); • без остатка – «в лапу» (см. рис. 8.5, е); • сопряжение наружных и внутренних стен – «сковороднем» (см. рис. 8.5, ж). 187 Глава 8. Плотничные и столярные работы 2 1 5 150 а 1 б 2 5 100 5 150 5 150 1 2 1 150 150 1 3 150 150 г 150 д 0,8d d в 3 0,5d е ж Рис. 8.5. Сопряжения элементов при сборке конструкций из брусьев и бревен: а – сопряжение брусьев наружных стен; б – то же, внутренних; в – то же, наружной стены с внутренней; г – сопряжение оконной коробки с брусьями наружной стены; д – то же, бревенчатых наружных стен «в чашу»; е – то же, «в лапу»; ж – то же, бревенчатых наружной и внутренней стен «сковороднем»; 1 – нагели; 2 – шпонки 82 × 50 × 140 мм; 3 – рейка 32 × 30 мм по высоте коробки С двух сторон для внутренних стен и с одной – для наружных производят окантовку бревен (снятие части древесины). 188 8.2. Сборка зданий из бревен и брусьев Стены из цельного бруса. Для того чтобы упростить трудоемкий процесс возведения стен из бревен, природное бревно округлой формы превратили в удобный в конструктивном отношении материал – цельный брус. Цельный брус представляет собой калиброванное бревно с прямоугольным или квадратным поперечным сечением. Для строительства зданий чаще применяют обрезные брусья из хвойных пород древесины сечением 100 × 100, 150 × 150, 200 × 200 мм и длиной 6 м. Для наружных стен используют брус сечением 150 × 150, 180 × 180 мм; для внутренних – 100 × 150 мм. Высота бруса, применяемого в одном доме, должна быть одинаковой, иначе невозможно выполнить угловое и поперечное сплачивание венцов. Стены из профилированного бруса. Цельный брус может проходить дополнительную механическую обработку, что делает его более технологичным в работе. Ему придают форму и шлифуют в заводских условиях. В данном случае его называют профилированным (рис. 25, вклейка). В зависимости от назначения профилированный брус изготовляют различных сечений. Главной его характеристикой является четко заданная величина сторон. На производстве бревно обрезают с точностью до миллиметра. После придания прямоугольной формы по всей длине поверхности бруса с двух или четырех сторон вырезают пазы. Они выполняют функцию замков (соединение «в паз и гребень»). Такое соединение позволяет выполнять монтаж намного быстрее, а четко выверенная форма профилей обеспечивает их плотное и равномерное прилегание друг к другу. При этом швы не нуждаются в дополнительном утеплении и надежно защищены от попадания влаги. Теплопотери в доме из профилированного цельного бруса минимальны, а ровные и гладкие стены смотрятся очень красиво, и даже декоративная отделка не обязательна. Стены из такого бруса изнутри можно не обшивать, а только подшлифовать. Однако как и все деревянные изделия, профилированный брус должен быть хорошо просушен, иначе дом со временем будет деформироваться и в нем появляются трещины. Элементы дома из профилированного бруса можно изготовлять в виде готового к возведению комплекта, поэтому собира189 Глава 8. Плотничные и столярные работы ются они очень быстро и с меньшими трудозатратами по сравнению с бревенчатыми. Гражданские здания из брусьев строят высотой не более двух этажей. Технология устройства стен из бруса особо ничем не отличается от технологии рубки стен из бревен. Углы нижнего венца соединяются «в полдерева», остальные – либо коренными шипами, либо шпонками. В качестве уплотнителя между брусьями используют ленты из вспененных полимеров. После осадки сруба, выполненного из профилированного бруса, дополнительная конопатка не требуется. Установку оконных и дверных блоков в зданиях из бревен и брусьев выполняют одновременно со сборкой стен. Зазоры заполняют теплоизоляционным материалом. Углы в целях защиты от промерзания и продувания конопатят и отделывают пилястрами. Пилястры ставят после осадки стен. Брусчатые и бревенчатые стены вследствие усыхания древесины и уплотнения теплоизоляции дают осадку, поэтому их возводят с запасом, равным 3–5 % проектной высоты. После прекращения осадки стен (через 1–1,5 года) при необходимости выполняют вторую конопатку. Стены из клееного бруса. Клееный брус набирают из 3–7 досок толщиной 40–50 мм, которые соединяют водостойким клеем (рис. 26, вклейка). Доски сначала насаживают на шип, а затем склеивают под прессом. Из полученного таким образом массива вырезают брус. Толщина клееного бруса может превышать 200 мм, длина достигать 12 м. Для изготовления бруса обычно применяют такие породы, как сосна, ель, лиственница. Клееный брус обладает всеми достоинствами цельной древесины. Основные преимущества клееного бруса: • более высокая прочность (на 50–70 % выше, чем у цельной древесины), что позволяет применять его в больших пролетах; • не деформируется при изменении влажности; • более надежная герметичность стыков даже без применения уплотняющих материалов; • не дает осадку (в цельном брусе осадка составляет 10–20 мм на один этаж в течение 1–2 лет). Это объясняется отсутствием в клееной древесине внутренних напряжений; 190 8.3. Устройство стропильной системы • высокое качество поверхности, так как из древесины вырезают сучки и другие дефекты; • не подвержен появлению грибка, гниению и поражению насекомыми. Недостатком является то, что наличие клея снижает экологичность материала, ухудшает воздухообмен в здании. 8.3. УСТРОЙСТВО СТРОПИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Стропила – несущая конструкция скатных крыш. Они бывают висячие и наслонные. Висячие стропила опираются только на две крайние опоры (стены) без внутренних промежуточных (рис. 27, а, вклейка). Такая конструкция создает значительное распирающее усилие, которое передается стенам. Уменьшить это усилие помогает затяжка – горизонтально расположенный брус, соединяющий стропильные ноги. Она может располагаться как у основания стропил, и в таком случае служит балкой перекрытия, так и выше. Чем выше находится затяжка, тем больше должно быть ее сечение и тем надежнее соединение со стропилами. Наслонные стропила имеют две или три опоры. Их концы опираются на наружные стены дома, а средняя часть – на внутреннюю стену или другие опоры (рис. 27, б, вклейка). Опор может быть несколько, в зависимости от ширины крыши и сечения стропил. Они могут находиться как по центру дома, так и в два ряда, позволяя увеличить ширину стропильной системы. При установке между стропильными ногами горизонтального бруса (ригеля) расстояние между опорами можно увеличить. При одной и той же ширине здания крыша с наслонными стропилами получается более легкой, на нее меньше расходуется пиломатериала. Устройство наслонных стропил выполняют в следующем порядке: • по наружным стенам укладывают мауэрлаты*, по внутренним – лежни**. Установку мауэрлатов и лежней выполняют по * Мауэрлат – брус, который укладывают по верху наружных каменных стен для распределения сосредоточенной нагрузки от стропил. ** Лежень – нижний горизонтальный брус или пластина, служащий опорой для стоек стропил. 191 Глава 8. Плотничные и столярные работы уровню и выверяют по горизонтали. Предварительно по верху стен выполняют укладку двух слоев рулонной гидроизоляции. Брусья должны быть антисептированы и иметь сечение не менее 15 см; • на лежни устанавливают стойки, временно раскрепляя их схватками; • устанавливают подкосы и укладывают коньковый прогон. Его положение выверяют при помощи уровня. Закрепляют элементы строительными скобами или болтами; • на коньковом прогоне и мауэрлатах выполняют разбивку положения стропильных ног, выбирают гнезда и опирают на них стропила. Первыми устанавливают стропила по торцам здания, затем по конькам выверяют остальные. После выверки правильности положения всех элементов их скрепляют скобами и болтами. Способы соединения элементов стропил должны соответствовать проектной документации. Устройство обрешетки выполняют по шаблону от карниза к коньку с проектным шагом, который зависит от вида кровельного покрытия. Поверхности стропильных ног, являющиеся основаниями под обрешетку, должны быть ровными, без выступов. По свесу кровли над карнизом, а также в разжелобках и на коньке под некоторые виды кровель укладывают сплошной настил из обрезной доски или влагостойких плит. 8.4. МОНТАЖ КАРКАСНЫХ И ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ В первой половине XX в. разруха, вызванная Гражданской войной, поставила перед строителями задачу: создать проект дешевого жилья. И тогда в Ленинграде освоили производство сборно-разборных щитовых деревянных домов по образцу производств Финляндии и Швеции. Кратчайшие сроки возведения таких домов и их низкая стоимость привлекли внимание многих застройщиков, а дома назвали «финскими». Популярными сборно-разборные конструкции стали после Второй мировой войны, когда возникла та же проблема с обеспечением людей дешевым жильем. Разработками занимались лучшие архитекторы, после чего были созданы проекты дешевых сельских домов. Многие 192 8.4. Монтаж каркасных и панельных зданий из древесины из них сохранились до наших дней, но уже пополнились новыми конструктивными решениями, позволяющими в кратчайшие сроки и с наименьшими трудовыми затратами возводить здания. Преимущества современных проектов заключаются в том, что они дают большие возможности для разнообразного решения как внутренней планировки, так и фасадов зданий. Такие проекты получили широкое распространение в дачном строительстве, а в настоящее время – при строительстве жилья на селе в рамках государственной программы по возрождению села. По конструкции стен такие здания делят на каркасные и панельные. В каркасных зданиях стены могут быть каркасно-обшивные и щитовые. Каркасно-обшивные стены состоят из несущих деревянных стоек каркаса, обвязок и обшивки. Несущие стойки каркаса выполняют из брусьев или пластин, промежуточные – из брусьев или досок. Стойки устанавливают на нижнюю обвязку, уложенную на фундаменты, временно укрепляя их подкосами. Затем укладывают верхнюю обвязку, по которой монтируют подпотолочные балки, раскрепляют стойки раскосами жесткости и ставят распорки между балками. Каркас стен обшивают с двух сторон досками с вертикальным, горизонтальным или наклонным их расположением. По мере наращивания обшивки пространство в ней чаще всего заполняют утеплителем, что обеспечивает высокие теплотехнические характеристики стен. Для предупреждения проникания водяных паров утеплитель защищают пароизоляционными пленочными материалами. При малоэтажном строительстве стены можно возводить из щитов или панелей, оштукатуривать, если они обшиты соответствующим материалом или дранью. Щитовые стены собирают из щитов, которые изготовляют в заводских условиях. Они могут отличаться друг от друга вариантами утеплительной системы и обшивки, а также способами соединения их с несущим каркасом: • первый способ – щиты устанавливают между готовыми конструкциями каркаса; • второй способ – элементы каркаса являются частью щита. При этом одновременно при соединении элементов каркаса соединяют связанные с ним ограждающие конструкции. 193 Глава 8. Плотничные и столярные работы Сборку щитов выполняют с помощью самоходных стреловых кранов. Сначала на фундамент по слою гидротеплоизоляции укладывают цокольную обвязку, настилают пол. На цокольной обвязке размечают положение щитов и раскладывают их по периметру фундамента. Установку щитов начинают с угла, раскрепляя их схватками и подкосами. Стыки смежных щитов проконопачивают и закрывают угловыми стойками, рейками и нащельниками. По верху смонтированных щитов укладывают подбалочную обвязку, на нее – балки чердачного перекрытия. В панельных зданиях в качестве стен применяют панели размером 6,0 × 1,2 м на комнату или на дом. В настоящее время используют сэндвич-панели, которые представляют собой рамы, обшитые с наружной стороны влагостойкой фанерой, плитами OSB, пластинами, имитирующими кирпичную кладку, а с внутренней – гипсоволокнистыми плитами. В качестве утепляющей прослойки при5 6 7 меняют современные теплоизоляционные материалы: ISOVER, PAROC, URSA, ПЕНОПЛЭКС и др., в каче4 стве пароизоляции – различные па4 роизоляционные пленки. Использование таких материалов позволяет увеличить размеры 2 2 панелей и повысить индустриальность производственного процесса. 1 При этом можно получать готовые 3 комплекты дома от фирмы, гарантирующей их качество. Монтаж начинают с углов здания по нижней обвязке (рис. 8.6), на которой размечают точки переРис. 8.6. Схема сечения осей и места расположения панельно-щитового дома: 1 – обвязка; 2 – щиты стен; стыков панелей. В первую очередь 3 – щиты пола; устанавливают угловые панели одно4 – щиты перекрытия; го или двух углов здания, временно 5 – щиты крыши; закрепляя их стяжками и подкоса6 – стропила; 7 – щипцовый щит ми. Соединяют панели между собой 194 8.5. Устройство перегородок из гипсокартонных листов вертикальными стойками, а в стыки укладывают герметизирующие прокладки. Затем по установленным панелям натягивают причалку, по которой монтируют рядовые панели, после чего – верхнюю обвязку и панели перекрытия. При этом образуется устойчивая коробка, которая является опорой для наращивания верхних конструкций. 8.5. УСТРОЙСТВО ПЕРЕГОРОДОК ИЗ ГИПСОКАРТОННЫХ ЛИСТОВ Гипсокартонные листы (ГКЛ) состоят из гипсового сердечника, оклеенного с двух сторон специальным картоном. В зависимости от свойств и области применения листы подразделяют на следующие виды: • обычные (ГКЛ); • влагостойкие (ГКЛВ); • с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени (ГКЛО); • влагостойкие с повышенной сопротивляемостью воздействию открытого пламени (ГКЛВО). Стандартные размеры листов, мм: • длина – 2000–4000 с шагом 50; • ширина – 600, 1200; • толщина – 6,5; 8,0; 9,5; 12,5; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0; 24,0. Преимущества гипсокартонных листов заключаются в том, что они не содержат токсичных компонентов, лишены запаха, электрически нейтральны, обладают способностью поглощать избыточную влагу и выделять ее в окружающий воздух при ее недостатке. При их использовании под облицовкой стен или в перегородках могут быть скрыты отопительные приборы, трубы, электро- и телефонная разводка, утеплитель. Гипсокартон – это лучшая поверхность под отделку, которая не требует дополнительного выравнивания. Конструкция перегородок. Перегородки состоят из металлического или деревянного каркаса, двусторонней обшивки листами ГКЛ и изоляционного слоя. Деревянный каркас применяют реже из-за определенных недостатков древесины. Его выполняют из брусков сечением 195 Глава 8. Плотничные и столярные работы 63(75–100) × 63 × 32 мм. Бруски должны быть в обязательном порядке антисептированы и покрыты антипиренами. Как более надежный широкое применение получил металлический каркас. Он состоит из направляющих, стоечных и соединительных профилей. Направляющие профили имеют П-образную форму, стоечные – С-образную (рис. 28, вклейка). Технология устройства. Монтаж перегородок выполняют в период отделочных работ до устройства чистого пола и по окончании всех мокрых процессов. В помещениях температура воздуха не должна быть ниже 10 °С, влажность – не выше 70 %. Последовательность выполнения процессов. 1. Подготовительные процессы: • раскрой листов; • вырез отверстий в листах (при необходимости); • приготовление шпатлевки. 2. Основные процессы: • разметка проектного положения перегородок; • крепление направляющих профилей; • установка стоечных профилей; • установка дверных коробок (при необходимости); • обшивка каркаса с одной стороны; • укладка звукоизоляционных материалов; • прокладка инженерных коммуникаций; • укладка теплоизоляционных материалов внутри перегородок (при необходимости); • обшивка каркаса с другой стороны; • установка розеток, выключателей и другой фурнитуры, их крепление к ГКЛ; • заделка стыков между ГКЛ и углублений от винтов. Поверхность основания очищают, выравнивают, определяют местоположение перегородки и наносят предварительную разметку (рис. 8.7). Основание можно выравнивать цементно-песчаной стяжкой из раствора марки не менее М200. После высыхания стяжки разметку восстанавливают и с помощью отвеса переносят на потолок. Горизонтальные направляющие профили устанавливают по подготовленной ровной поверхности. Крепления выполняют дюбелями с конусными шляпками. Шаг крепления нижней и верхней направляющих каркаса – 400–600 мм. 196 8.5. Устройство перегородок из гипсокартонных листов а б в Рис. 8.7. Устройство металлического каркаса гипсокартонных перегородок: а – разбивка осей перегородок; б – установка нижних направляющих; в – установка стоек каркаса Установку стоечных профилей в направляющие выполняют на расстоянии не более 600 мм или по проекту. Предварительно на стоечные профили, примыкающие к конструкциям здания, наклеивают уплотнительную ленту. Крепление листов обшивки к каркасу выполняют винтами (шурупами) длиной 25 мм с шагом 250 мм в направлении от центра к краям. Их необходимо устанавливать перпендикулярно поверхности листов на расстоянии 20 мм от края обшивки. Шляпки крепежных элементов должны быть утоплены на глубину 0,8–1,0 мм. Для крепления гипсокартонных листов к деревянному каркасу применяют шурупы с потайной головкой с цинковым покрытием. Заделка швов гипсокартонных перегородок. До обработки стыков необходимо проверить надежность крепления ГКЛ. Выступающие головки винтов надо довернуть. Для улучшения характеристик швы уплотняют волокнистой лентой (серпянкой), а также используют шпатлевочный гипс, который наносят шпателем шириной 150 мм или коротким мастерком. Затем шов заглаживают. 197 Глава 8. Плотничные и столярные работы 8.6. УСТАНОВКА ОКОННЫХ И ДВЕРНЫХ БЛОКОВ Оконные и дверные блоки доставляют на площадку с навешенными на петли оконными створками и дверными полотнами. Погрузку и выгрузку блоков следует производить специальными траверсами, стропами или захватами с мягкими прокладками. Блоки складируют в упаковке в рабочем положении в сухих проветриваемых помещениях, рассортированными по маркам. Перед установкой необходимо: • проверить качество и комплектность поступающих на объект изделий, а также гидроизоляцию коробок деревянных блоков; • проверить соответствие размеров проемов и блоков требованиям проектной и нормативной документации; • проверить готовность откосов и штраб под сливы и подоконные доски; • очистить проем от строительного мусора, пыли, грязи; • удалить защитные пленки с профилей створок и коробок блоков; • снять открывающиеся створки и стеклопакеты в неоткрывающихся блоках (для поливинилхлоридных и алюминиевых). Блок устанавливают в проем на опорные колодки из полимерных материалов или пропитанной защитными средствами древесины твердых пород (дуб, береза). С помощью распорных колодок (клиньев) и уровня выверяют горизонтальность, вертикальность и соосность каждого блока. Отклонение от соосности оконных блоков в проеме не допускается. Особое внимание обращают на то, чтобы оси всех окон по фасаду здания на одной вертикали совпадали, а положение всех блоков в одном помещении по отношению к полу и плоскости фасада было одинаковым. Крепление оконных и дверных коробок выполняют шурупамисаморезами, распорными рамными (анкерными) дюбелями, универсальными дюбелями, гибкими анкерными пластинами. Крепление гвоздями, даже специального исполнения, недопустимо. Минимальные расстояния между крепежными элементами не должны превышать для блоков: деревянных – 800 мм; алюминиевых и профилей ПВХ белого цвета – 700 мм; цветных профилей ПВХ – 600 мм. Крепежные элементы должны быть расположены на расстоянии 150–180 мм от внутреннего угла оконного блока. 198 8.6. Установка оконных и дверных блоков При креплении коробок блоков необходимо соблюдать следующие требования: • при установке блоков в кирпичных стенах из пустотелого кирпича крепление следует осуществлять в растворные швы; • стены сверлить без ударов (за исключением бетонных); • при креплении дюбелями использовать сверло такой длины, чтобы не допустить повреждения поверхности коробки сверлильным патроном. После закрепления блоков в проектном положении распорные колодки и клинья должны быть удалены. Одновременно с монтажом блоков выполняют устройство монтажных швов. Перед началом их устройства поверхности блока и проема должны быть очищены от пыли, грязи, масляных пятен, наледи. Следует также провести пробный тест на первичное расширение пенного материала в условиях монтажной зоны. Нельзя допускать выхода излишков пены за внутреннюю плоскость профиля коробки. Для уменьшения расхода пены в монтажном зазоре используют теплоизоляционные плиты из пенополистирола или минеральной ваты. С наружной стороны монтажные швы должны быть защищены изоляционным материалом. Отклонение установленных оконных и дверных блоков по вертикали и из плоскости проема должно быть не более 2 мм на 1 м длины и не более 6 мм на всю высоту изделия. Установку подоконной доски осуществляют после монтажа оконного блока. В местах сопряжения ее со стеной необходимо выполнить гидроизоляцию. Пространство под подоконной доской заполняют теплоизоляционным материалом. При установке подоконника из ПВХ место контакта с коробкой оконного блока обрабатывают клеем для склеивания пластмасс. Подоконную доску заводят в штрабы откосов и под нижнюю часть оконной коробки. В проектное положение подоконную доску устанавливают при помощи опорных клиньев по уровню в двух направлениях. Установку сливов выполняют после монтажа оконного блока. При установке оконного слива в узлах примыкания его к проему и коробке оконного блока следует выполнять мероприятия, 199 Глава 8. Плотничные и столярные работы исключающие попадание влаги в монтажный шов. Под сливами необходимо устанавливать прокладки (гасители), снижающие шумовое воздействие дождевых капель. Для герметизации мест примыканий блока с откосом, подоконником, сливом применяют силиконовые или акриловые герметики. 8.7. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛОТНИЧНЫХ И СТОЛЯРНЫХ РАБОТ Вредными и опасными производственными факторами, которые могут воздействовать на рабочих при выполнении столярно-плотничных работ, являются следующие: • неисправное состояние оборудования и инструментов; • поражение электрическим током; • соприкосновение с движущимися частями станков и вылет деталей, подаваемых к станкам; • падение с высоты; • токсичное воздействие антисептиков и других веществ. Кантовать бревна, брусья и тяжелые детали руками и ногами запрещено, для этого применяют специальные крючки и ломы. Поднимать с земли бревна и тяжелые предметы надо приседая, а не нагибаясь. Переносить длинномерные материалы вдвоем следует на одноименных плечах. Сбрасывать с плеч или опускать нужно только по команде всем рабочим одновременно. Навеску оконных блоков надо производить со страховочными ремнями. Устанавливать их необходимо вдвоем и с монтажных столиков. При этом пользоваться приставными лестницами не разрешается. Перед работой на станках их исправность сначала проверяют на холостом ходу. Станки для обработки древесины необходимо устанавливать на горизонтальные площадки и прочно закреплять. Все вращающиеся части станка должны быть закрыты защитными кожухами. У всех ручек, кнопок, приборов управления должны быть четкие надписи об их назначении. Обрабатываемый материал надо укладывать в штабеля высотой не более 1,5 м. Детали на обработку следует подавать тол200 8.7. Требования безопасности при производстве плотничных и столярных работ кателями или каретками. Подавать пиломатериал руками запрещается. Рукоятки инструментов из древесины должны быть гладко обработаны и надежно закреплены, режущие инструменты – острыми. При работе на высоте переносить и хранить инструмент необходимо в инструментальном ящике или на специальном поясе. Транспортировать и хранить антисептические материалы следует в плотно закрывающейся таре, которую после использования обезвреживают или сжигают. ГЛАВА 9. СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ 9.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ СВАРКИ И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений путем установления межатомных связей между свариваемыми деталями. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: очистка свариваемых поверхностей от загрязнений; энергетическая активизация поверхностных атомов, облегчающих их взаимодействие; сближение свариваемых поверхностей на расстояние, сопоставимое с межатомным расстоянием. Классификация видов сварки приведена на рисунке 9.1. Вид сварки От способа соединения Плавлением От источника нагрева Электрическая Давлением Газовая Дуговая Лазерная Под флюсом Плазменная В среде защитных газов Электрошлаковая Контактная Стыковая Точечная Рельефная Рис. 9.1. Классификация видов сварки 202 Роликовая 9.2. Электрическая сварка Все способы сварки могут быть разделены на две группы: сварка плавлением и сварка давлением. Сварку плавлением осуществляют путем нагрева кромок свариваемых деталей до расплавления и соединения их в жидком состоянии; сварку давлением – нагревом кромок свариваемых деталей до пластического (тестообразного) состояния с последующим сжатием этих деталей под давлением. В з а в и с и м о с т и от и с т о ч н и к а н а г р е в а сварку подразделяют на электрическую, газовую, лазерную и плазменную. В зависимости от п р и м е н я е м о й з а щ и т ы различают следующие способы сварки: покрытыми электродами, под флюсом, в среде защитных газов, в вакууме. 9.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРКА Впервые электрическая дуговая сварка была описана в 1802 г. русским ученым В.В. Петровым. При выполнении электрической сварки применяют электрический ток, который может быть источником питания электрической дуги, например дуговая сварка, или же источником прогрева свариваемых деталей – контактная сварка. Наиболее распространены в практике строительства следующие виды электрической сварки: дуговая, сварка под флюсом, в среде защитных газов, электрошлаковая, контактная. 9.2.1. Дуговая сварка Дуговая сварка – это сварка плавлением, при которой нагрев осуществляют электрической дугой. Для образования дуги применяют электроды. Сущность дуговой сварки заключается в следующем (рис. 29, вклейка). При касании электродом изделия происходит замыкание контактов, при отводе его от поверхности изделия на этом участке образуется сварочная дуга. Сварочная дуга представляет собой устойчивый длительный разряд в газовой среде между электродом и изделием, при котором образуется сильное световое излучение. Сварочная дуга преобразует электрическую энергию в тепловую, она как бы является газовым проводником. В зоне дуги 203 Глава 9. Сварочные работы создается очень высокая температура, благодаря которой на поверхности электрода образуется слой расплавленного металла. Металл электрода в виде капель стекает на свариваемое изделие, и при смешивании с расплавленным металлом детали образуется ванна расплавленного металла. После затвердевания появляется сварочный шов. Сварочная дуга состоит из катодной и анодной областей, столба дуги, переходных областей (рис. 30, вклейка). Температура в анодной области при сварке плавящимся электродом составляет около 2500–4000 °С, в столбе дуги – 7000–18 000 °С, в области катода – 9000–12 000 °С. В процессе сварки металла необходимо поддерживать сварочную дугу определенной длины. Длиной дуги называют расстояние между электродом и поверхностью сварочной ванны. Длина дуги не должна превышать диаметр электрода. Обычно она поддерживается в пределах 0,51–1,0 диаметра электрода и составляет 2–6 мм. В некоторых электродах длина дуги зависит также от рода покрытия и его толщины. От длины дуги зависит качество шва: чем длиннее дуга, тем хуже его качество. При этом расплавленный металл от электрода в шов проходит большее расстояние, поглощая из воздуха азот и кислород. В таком случае наплавленный металл получается пористым, ухудшается провар основного металла. Рекомендуемую длину дуги для электродов указывают в их паспорте. В зависимости от степени механизации существуют следующие виды дуговой сварки: ручная, автоматическая и полуавтоматическая. Ручная дуговая сварка имеет широкое распространение благодаря своей универсальности. Ее применяют при выполнении швов во всех пространственных положениях. Ручную дуговую сварку осуществляют открытой и закрытой дугой. Электросварку открытой дугой выполняют двумя способами: неплавящимися и плавящимися электродами (рис. 9.2). При сварке неплавящимися электродами используют присадочный материал и неплавящиеся электроды. Сварочный шов при этом образуется в процессе нагрева и расплавления присадочного материала. В качестве присадочного материала можно использовать проволоку или металлические стержни. 204 9.2. Электрическая сварка При сварке плавящимися электродами сварочный шов образуется при расплавлении электрода. 2 6 1 3 7 1 4 а 5 5 б Рис. 9.2. Дуговая сварка неплавящимися (а) и плавящимися (б) электродами: 1 – сварочный шов; 2 – присадочный материал; 3 – неплавящийся электрод; 4 – электрическая дуга; 5 – кромки изделия; 6 – плавящийся электрод; 7 – ванна расплавленного металла Недостатком ручной дуговой сварки является то, что она малопроизводительна, шов может быть неоднородным и его качество в большой степени зависит от квалификации сварщика. В целях повышения производительности труда и обеспечения качества швов применяют автоматическую и полуавтоматическую сварку. Дуговая автоматическая сварка – это сварка, при которой возбуждение дуги, подача присадочного материала, перемещение его вдоль кромки механизированы. При полуавтоматической сварке механизирована только подача электрода и присадочного материала в зону дуги, а его перемещение сварщик выполняет вручную. Автоматическую и полуавтоматическую сварку обычно применяют при сварке швов большой протяженности в нижнем положении. 9.2.2. Сварка под флюсом Идея способа, получившего название сварки под флюсом, принадлежит Н.Г. Славянову (кон. XIX в.), применившему в качестве флюса дробленое стекло. Промышленный способ разработан и внедрен в производство под руководством академика Е.О. Патона (40-е гг. XX в.). Сущность данного вида сварки состоит в том, что сварочная дуга горит между электродом и свариваемым изделием под слоем гранулированного вещества – флюса. Оболочка из флюса тол205 Глава 9. Сварочные работы щиной 30–50 мм укрывает все плавильное пространство и защищает жидкий металл сварочной ванны от воздействия кислорода и азота воздуха (рис. 9.3). После затвердения корка флюса легко отслаивается от сварочного шва. 1 2 3 4 5 6 7 Рис. 9.3. Схема сварки под флюсом: 1 – электрод; 2 – зона дуги; 3 – флюс; 4 – жидкий шлак; 5 – жидкий металл; 6 – сварной шов; 7 – изделие Флюc также образуется при выполнении сварки порошковой проволокой (рис. 9.4), которая представляет собой свернутую в трубочку стальную ленту с запрессованным флюсом. а б в г д Рис. 9.4. Поперечные сечения порошковых проволок: а, б – трубчатые; в – однозагибное; г – двухзагибное; д – двухслойное Такая сварка обеспечивает хорошее качество шва и высокую производительность. При ее выполнении уменьшается потеря тепла. Недостатком является тот факт, что швы можно выполнять только в нижнем положении, нельзя наблюдать за формированием шва. Автоматическая сварка под флюсом используется на строительной площадке при сварке металлоконструкций, имеющих протяженные соединения. Для укрупнения элементов конструкций используют сварочные тракторы. 206 9.2. Электрическая сварка 9.2.3. Электрошлаковая сварка Электрошлаковая сварка – это бездуговой процесс сварки плавлением. Обычно ее применяют при вертикальном положении шва или при его положении под большим углом (более 60 °). Сущность метода сварки заключается в том, что основной и электродный металл расплавляется за счет теплоты, выделяемой при прохождении электрического тока через расплавленный флюс. Флюс засыпают между двумя пластинами (ползунами), установленными по торцам соединения. В зазор между деталями вводят электрод (рис. 31, вклейка). Можно использовать сразу несколько электродов. Флюс в зону сварки подается по трубке небольшими порциями. Плавление сварочной проволоки, основного металла и флюса происходит в замкнутой полости. Расплавленный флюс и электрод образуют ванну расплавленного металла, покрытого слоем жидкого шлака. В дальнейшем сварочный ток проходит через шлак, нагревая его до 1700 ° С. Процесс плавления при этом происходит за счет теплоты, выделяемой в шлак сварочным током. Горячий шлак, соприкасаясь с кромками свариваемых деталей, нагревает их и в результате происходит соединение. Таким образом, при выполнении этой сварки не происходит соприкосновение электрода с изделием и не образуется электрическая дуга, поэтому ее называют бездуговой. Электрошлаковую сварку применяют в строительстве для соединения металлов повышенной толщины при монтаже крупногабаритных металлоконструкций и арматурных каркасов, стыков, тяжелых балок, сосудов и т. п. (рис. 9.5). 3 2 5 1 4 8 6 7 Рис. 9.5. Электрошлаковая сварка арматурных стыков: 1 – скоба; 2 – шлаковая ванна; 3 – стык; 4 – держатель электрода; 5 – электрод; 6 – ползуны; 7 – свариваемая арматура; 8 – колонна 207 Глава 9. Сварочные работы К недостаткам этой сварки следует отнести то, что она технически возможна только при толщине металла более 16 мм и позволяет сваривать в основном только вертикальные швы. 9.2.4. Сварка в среде защитных газов Идея этого способа принадлежит Н.Н. Бенардосу (кон. XIX в.). Сущность данного метода заключается в том, что подобно флюсу газ защищает металл от окисления и азотирования воздухом (рис. 32, вклейка). При этом сварной шов получается высокого качества. Швы можно выполнять в любом пространственном положении. Кроме того, за процессом формирования шва можно наблюдать. Сварку осуществляют сварочной горелкой или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в зону дуги и обеспечивают высокое качество соединения. В качестве защитных газов применяют аргон, гелий, углекислый газ и их смеси, подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки. Наилучшие результаты дает применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при сварке конструкций. Способ сварки в среде защитных газов применяют обычно для соединения деталей небольшой толщины из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов и др. Недостаток: при работе в замкнутом пространстве газ может заполнять весь его объем и стать причиной отравления сварщика. 9.2.5. Контактная сварка Контактная сварка – процесс получения неразъемного соединения под действием теплоты, выделяемой при прохождении тока через сжатые контактируемые места металла. Контактная сварка отличается высокой степенью механизации и автоматизации. Применяют для стыковки труб больших диаметров, арматурных стержней в каркасах, сетках и др. По т и п у с в а р н о г о с о е д и н е н и я различают следующие виды контактной сварки (рис. 9.6): стыковую, точечную, рельефную, шовную (роликовую). 208 9.2. Электрическая сварка Pсж Pос Pос 1 2 Pсж Pсж Pсж 4 а 2 4 2 1 б 1 2 3 2 Pсж 2 3 5 в 1 3 Pсж 2 г Рис. 9.6. Виды контактной сварки: а – стыковая; б – точечная; в – рельефная; г – шовная; 1 – источник питания; 2 – электроды; 3 – свариваемое изделие; 4 – свариваемый шов; 5 – контактная плита; Рсж – сила сжатия; Рос – осевое сжатие При стыковой сварке заготовки сваривают по всей поверхности соприкосновения. В результате нагрева их закрепляют в зажимах стыковой машины, при этом один зажим закреплен, другой – подвижен. Сварочный трансформатор соединяют с плитами и подключают к электрической сети. Через заготовки протекает электрический ток, и в результате нагрева их торцов происходит стыковая сварка. При точечной сварке изделия соединяют внахлест и зажимают между электродами, по которым подается ток к месту сварки. Точечная сварка может быть односторонняя и двусторонняя. Рельефную сварку производят на сварочном прессе. Перед сваркой на поверхности одной или обеих свариваемых заготовок выполняют штамповку выступов (рельефов). Затем детали зажимают между электродами, обычно имеющими форму плиты, и сваривают. При шовной (роликовой) сварке электроды, которые прижимают изделия, представляют собой плоские ролики. При движении их по заготовкам образуются сварные точки, формирующие сварной шов. Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов сварки – плазменной, электронной, лазерной, а также с разработкой более легкого и мобильного сварочного оборудования, манипуляторов, роботов и др. 209 Глава 9. Сварочные работы 9.3. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ШВЫ Сварное соединение — неразъемное соединение, выполненное сваркой. Сварное соединение включает три зоны: зону сварного шва, зону сплавления и зону температурного воздействия, а также часть металла, прилегающую к зоне температурного воздействия. Сварной шов – участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или пластической деформации при сварке давлением. Различают следующие виды сварных соединений: стыковые, нахлесточные, тавровые, угловые, крестообразные (рис. 9.7). а в S 5S б г Рис. 9.7. Основные виды сварных соединений: а – стыковое; б – нахлесточное; в – тавровое; г – угловое Стыковые соединения состоят из двух элементов, расположенных на одной плоскости. Такой вид соединения применяют для сварки стальных колонн, двутавровых балок. В нахлесточных соединениях швы расположены параллельно и перекрывают друг друга на 3–240 мм. Их применяют при соединении решетчатых конструкций: ферм, колонн и др. Тавровые соединения – это соединения, при которых торец одного элемента примыкает под некоторым углом к поверхности другого, образуя как бы букву «Т». Они бывают без скоса кромок, косоугольные, со скосом одной кромки, со скосом двух кромок. Для получения прочного шва между свариваемыми деталями зазор должен быть не менее 2–3 мм. Угловые соединения состоят из двух элементов, расположенных под углом. Такие соединения применяют для сварки емко210 9.4. Режим сварки и техника выполнения швов стей, конструкций коробчатого типа. Угловые соединения бывают следующих видов: с кромками заподлицо, со смещением кромок, со смещением одной кромки, под тупым или под острым углом. Крестообразные соединения применяют при сварке арматурных сеток и других изделий при соответствующем их расположении. П о п о л о ж е н и ю в п р о с т р а н с т в е сварные швы в соединениях подразделяют на нижние горизонтальные, вертикальные, потолочные; п о п р о т я ж е н н о с т и – на сплошные и прерывистые; п о ф о р м е – на выпуклые, вогнутые и нормальные. 9.4. РЕЖИМ СВАРКИ И ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ШВОВ Для получения хорошего качества сварного шва очень важно правильно выбрать режим сварки. Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварки. К основным параметрам режима ручной сварки относят диаметр электрода, состав и толщину его покрытия; силу, род и полярность тока; напряжение на дуге; скорость сварки; положение электрода и положение изделия при сварке. Режимы сварки устанавливают в ППР с учетом марки стали, марки и диаметра электродов, положения шва в пространстве, требований к качеству соединения и т. д. Изменение режимов сварки следует отмечать в Журнале сварочных работ. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве. Для каждой марки электродов, свариваемого металла и условий на объекте режимы сварки необходимо уточнять на пробных образцах. Режимы сварки также подлежат уточнению при замене марки электродов, свариваемого металла или при изменении условий работы. Сила тока в основном зависит от марки и толщины свариваемого металла. Чем больше сила тока, тем больше производительность, т. е. большее количество наплавленного металла. Сварку выполняют переменным или постоянным током. При сварке на постоянном токе шов получается с меньшим количе211 Глава 9. Сварочные работы ством брызг металла. Переменный ток используют только в тех случаях, когда колебания сетевого напряжения не превышают ±5 % при условии обязательной стабилизации дуги. При сварке на постоянном токе к объекту сварки обычно подсоединяют «+», а к электроду «–». В таком случае на электроде образуется большее количество теплоты, необходимое для лучшего прогрева изделия. Обратную полярность используют при сварке тонких листов, чтобы не прожечь их. Для зажигания электрической дуги достаточно напряжения постоянного тока 30–35 В, переменного – 50–55 В. Сила тока зависит от диаметра электрода и пространственного положения сварного шва. Обычно это 160–200 А. Питание дуги непосредственно от электрической сети невозможно, так как напряжение в сети при выполнении сварки выше необходимого. По этой причине для сварочных работ применяют источники питания, преобразующие ток заданной силы и напряжения: сварочные выпрямители и инверторные сварочные выпрямители. В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях: поступательном (по направлению оси электрода), вдоль оси валика образования шва, поперек шва (рис. 9.8). Рис. 9.8. Траектория движения электрода при ручной дуговой сварке Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, чтобы электрод не приварился к изделию. Положение электрода может быть «углом вперед», «под прямым углом» и «углом назад» (рис. 33, вклейка). Положения «углом вперед» используют при сварке горизонтальных, вертикальных, потолочных швов, «под прямым углом» – при сварке в труднодоступных местах, «углом назад» – при сварке угловых и стыковых соединений. 212 9.5. Материалы, оборудование и инструменты для сварки Техника выполнения швов зависит также от пространственного положения шва. Легче всего выполнять швы в нижнем положении – расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны. Наиболее сложны потолочные швы. Их качество во многом зависит от квалификации сварщика. Такие швы выполняют короткой дугой электродами диаметром не более 5 мм с тугоплавким покрытием. 9.5. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ СВАРКИ Сварочные материалы. К сварочным материалам относят сварочные электроды, сварочную и наплавляемую проволоку, сварочные флюсы, защитные газы и газы для кислородной резки, присадочный материал. Они должны обеспечить получение наплавленного металла заданного качества и стабильное горение дуги. Сварочные электроды предназначены для подвода тока к свариваемому изделию. Они бывают в виде стержней, прутков, ленты или проволоки, намотанной на кассету (при механизированной подаче). Электроды имеют специальное покрытие, которое при сварке испаряется и стабилизирует горение дуги. Их изготовляют в виде стержней из стальной проволоки диаметром 3–8 мм. Электроды различают по назначению, типу, толщине, видам покрытия, качеству изготовления, роду тока и др. Они бывают плавящимися и неплавящимися. Маркируют буквой Э (Э38, Э42, Э60). Цифрами указывают временное сопротивление разрыву металла шва в килограмм-силе на квадратный миллиметр (кгс/мм2). В качестве присадочного материала можно использовать проволоку, ленты и прутки. По химическому составу присадочный материал должен быть максимально близким к составу основного металла. Сварочное оборудование. Для сварки на постоянном токе используют сварочные преобразователи, сварочные аппараты и сварочные выпрямители. Для сварки на переменном токе используют сварочные трансформаторы. Сварочный преобразователь – установка, состоящая из сварочного генератора и приводного электродвигателя. При использовании двигателя внутреннего сгорания такую установку называют сварочным аппаратом (рис. 34, вклейка). 213 Глава 9. Сварочные работы Сварочный выпрямитель состоит из понижающего трехфазного трансформатора, выпрямительного блока, пускорегулирующей аппаратуры и вентиляции. Выпрямитель преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный. Сварочные трансформаторы служат для понижения напряжения внешней электрической сети до 55–65 В. Они бывают со встроенными в них регуляторами сварочного тока. Инструменты и приспособления. Для зажима электрода и подвода к нему сварочного тока применяют электродержатели (рис. 9.9). Это основной инструмент сварщика, который необходим для закрепления электрода и сварочного провода, подводящего электрический ток. Они рассчитаны на различную силу тока. Более широко применяют вилочные, пружинные, зажимные электродержатели. а б в Рис. 9.9. Электродержатели для ручной дуговой сварки: а – вилочный; б – пружинный; в – зажимной В набор инструмента сварщика также входят металлическая щетка, молоток, зубило. Спецодежда и защитные приспособления включают брезентовый костюм, рукавицы, кожаную обувь, а также щитки, маски и шлемы для защиты лица сварщика от сварочной дуги. 9.6. ГАЗОВАЯ СВАРКА Газовая сварка – это способ сварки металла плавлением путем сжигания смеси горючих газов с технически чистым кислородом, сжигаемой с помощью горелки (рис. 35, вклейка). После затвердевания жидкого металла образуется сварной шов. 214 9.6. Газовая сварка Газовую сварку обычно выполняют вручную. В комплект оборудования для газовой сварки входят баллоны для горючего газа и кислорода, резиновые рукава (шланги), редукторы, газовая горелка. Для выполнения газовой сварки используют такие газы, как ацетилен, водород, пропан, бутан, смесь газов МАПП и др. Наиболее высокую температуру (3200 ° С) по сравнению с пламенем других газов имеет ацетиленокислородное пламя, такая сварка нашла более широкое применение. В практике применяют два способа сварки – правый и левый. При правом способе сварку ведут слева направо, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. При левом способе сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на еще не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. При левом способе сварщик хорошо видит свариваемый металл, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе. Скорость нагрева сварочной горелки регулируют изменением угла наклона мундштука к поверхности свариваемого металла. Чем толще металл и выше его теплопроводность, тем больше угол наклона мундштука к поверхности свариваемого металла. Газовой сваркой можно выполнять нижние, горизонтальные (на вертикальной плоскости), вертикальные и потолочные швы. Горизонтальные и потолочные швы обычно выполняют правым способом сварки, вертикальные снизу вверх – левым способом. Газовую сварку применяют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1–3 мм, сварке чугуна, алюминия, меди, латуни, наплавке твердых сплавов, исправлении дефектов литья и др. Преимущества газовой сварки – портативность и независимость от источников электроэнергии, что позволяет применять ее в полевых условиях. При сварке тонколистовых конструкций тяжелее прожечь металл. К недостаткам относят меньшую производительность, сложность механизации, большую зону нагрева и более низкие механические свойства сварных соединений, чем при дуговой сварке, 215 Глава 9. Сварочные работы а также высокую стоимость работ (стоимость ацетилена и кислорода выше стоимости электроэнергии), взрывоопасность. 9.7. ТРЕБОВАНИЯ К СВАРКЕ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР При температуре окружающего воздуха ниже 0 °С следует снизить скорость охлаждения стыковых соединений. Для этого необходимо: • сварное соединение прикрыть или обмотать мягким асбестом; • формующие элементы снимать после остывания соединения при температуре 100 °С и ниже; • в необходимых случаях до сварки обеспечить подогрев газовой горелкой стержней, а затем сваренных соединений на расстоянии 3dн–4dн по обе стороны от стыка до 200–250 °С. При температуре ниже –5 °С сварку соединений стержней следует производить без перерыва, за исключением времени, необходимого на смену электрода или зачистку шва при многослойной сварке. Такие соединения после зачистки от шлака допускается доварить ручной сваркой многослойными швами, поручая работу сварщикам высокой квалификации. Стыковые соединения стержней, выполнявшиеся другими способами сварки, следует очистить от шлака, предварительно подогреть и тщательно заварить. При температуре окружающего воздуха ниже 0 °С сварку металлоконструкций независимо от марки свариваемых сталей следует выполнять электродами, диаметром менее или равным 4 мм. При сварке в условиях отрицательных температур требуется ограничивать значения сварочного тока: минимальное – до 120 А; максимальное – до 140 А. Обязательна прокалка электродов перед их применением. Для выполнения ручной и механизированной сварки монтажных соединений при температуре воздуха до –30 °С необходимо: • увеличивать сварочный ток на 1 % при понижении температуры воздуха на каждые 3 °С (от 0 °С); 216 9.8. Контроль качества сварочных работ • производить предварительный подогрев газовым пламенем стержней арматуры. 9.8. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРОЧНЫХ РАБОТ 9.8.1. Дефекты сварных швов Основными дефектами сварных швов являются кратеры, поры, включения шлака, несплавления, наплывы, свищи, подрезы, непровары, прожоги, трещины. Кратером называют углубление, образующееся в конце шва при внезапном прекращении сварки (обрыве дуги). В кратере, как правило, образуется усадка металла шва, переходящая в трещины. Поры образуются при быстром охлаждении шва, высокой скорости сварки, загрязнении кромок маслом, ржавчиной. Включения шлака могут происходить из-за грязи на кромках, малой силы сварочного тока и большой скорости сварки, несплавления – из-за большой длины дуги и скорости сварки, малой силы сварочного тока. Наплывы образуются при неправильном наклоне электрода, свищи – из-за низкой пластичности металла, неравномерного нагрева. Подрезы представляют собой углубления по краям шва. Они образуются при большом сварочном токе и повышенной скорости сварки. Могут быть причиной разрушения соединений в процессе эксплуатации конструкции. Непроваром называют местное отсутствие сплавления между свариваемыми элементами. Причиной дефекта могут быть загрязнение кромок, недостаточный сварочный ток, завышенная скорость сварки. Прожогом называют полость в шве, образовавшуюся в результате вытекания металла сварочной ванны. Данный дефект образуется при большом токе и малой скорости сварки. Он является недопустимым, во всех случаях отверстие заделывают. Дефектные участки сварных швов необходимо удалять механизированной зачисткой (абразивным инструментом) или механизированной рубкой. Допускается удаление дефектов сварных соединений ручной кислородной резкой при обязательной последующей зачистке поверхности реза. 217 Глава 9. Сварочные работы Дефекты сварных швов выявляют внешним осмотром, просвечиванием, ультразвуком и вскрытием шва. Плотность сварных швов контролируют керосином, гидравлическим испытанием, вакуумированием. Внешний осмотр выполняют невооруженным глазом или лупой 10-кратного увеличения. Просвечивание основано на способности рентгеновских лучей проникать через толщу металла и воздействовать на фотопленку, приложенную к шву с обратной стороны. Дефектные места меньше поглощают рентгеновские лучи, поэтому на пленке образуются темные пятна. Ультразвуковой метод основан на различном отражении ультразвуковых волн от металла сплошного шва и дефектных мест. Вскрытие швов необходимо, если другие виды контроля не дали результата. Его выполняют вырубкой, сверлением, вырезанием участков сварного шва. Испытание керосином выполняют, смачивая внутреннюю сторону сварных швов керосином, а внешнюю покрывая меловым водным раствором. При наличии трещин керосин через них просачивается и в виде пятен появляется на поверхности. Испытание давлением основано на создании с одной стороны шва повышенного давления воздуха, с другой стороны шов обрабатывают мыльной пеной. В неплотных местах образуются мыльные пузыри. Гидростатический метод применяют в трубопроводах, резервуарах, работающих под давлением. При этом все отверстия изделия плотно закрывают и заполняют водой. Гидравлическим прессом создают давление, в 1,5 раза больше рабочего. Время воздействия определяют техническими условиями на изготовление изделия. 9.8.2. Контроль качества сварочных работ К производству сварочных работ допускаются сварщики, прошедшие аттестацию в соответствии с установленными требованиями. Выполняемые ими сварочные работы должны соответствовать области распространения, указанной в удостоверении сварщика. На каждом производственном участке необходимо иметь достаточное количество аттестованных сварщиков и не менее од218 9.8. Контроль качества сварочных работ ного сертифицированного инженерно-технического работника, имеющего сертификат компетентности. При руководстве сварочными работами более чем одним лицом ответственность каждого должна быть установлена персонально. Входной контроль сварочных работ включает проверку: • соответствия качества сварочных материалов, поступающих на объект (марок и диаметров электродов, сварочной проволоки, газа и др.), требованиям проектной документации и стандартов на данные материалы; • состояния сварочного оборудования и приспособлений. Операционный контроль должен осуществляться на все производственные операции, указанные в Картах контроля технологических процессов в составе технологических карт и СТБ 2089. При этом соответствию требованиям ТНПА должны проверяться: • условия хранения сварочных материалов; • напряжение питающей электрической сети, состояние сварочного оборудования и стабильность режимов сварки; • подготовка и сборка элементов конструкций и соединений под сварку; • прихватки и сварочные соединения (внешний вид и геометрические размеры); • сварка при отрицательных температурах; • очистка сварных соединений. В зависимости от конструктивных решений, условий эксплуатации и степени ответственности сварные соединения стальных конструкций делят на I, II, III категории, которые определяют соответственно высокий, средний и низкий уровни качества. Характеристики категорий и требования к качеству сварных соединений указаны в ГОСТ 23118. Возле шва сварного соединения должно быть поставлено клеймо сварщика, выполнившего данный шов. Клеймо проставляют на расстоянии 40–60 мм от границы шва, если нет других указаний в проектной или технологической документации. При невозможности нанесения клейма из-за конструктивных особенностей сварных соединений допускается регистрация клейма сварщика по выполненным соединениям в Журнале сварочных работ. 219 Глава 9. Сварочные работы Приемочный контроль включает проверку внешнего вида сварных соединений, исправления дефектов, качества сварных швов по результатам испытаний и неразрушающего контроля. Контролю внешним осмотром и измерениями должны подвергаться все сварные соединения. К контролю внешним осмотром и измерениями допускаются операторы (дефектоскописты), прошедшие обучение, имеющие удостоверение на право проведения данного вида контроля. Приемку соединений осуществляют партиями, выполненными по одной технологии одним сварщиком (не более 200 шт.). При приемочном контроле в составе исполнительной документации должны предъявляться следующие документы: • Журнал сварочных работ; • Журнал авторского надзора; • документы о качестве; • сертификаты соответствия; • технические свидетельства Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь на материалы; • заключения и протоколы службы производственного контроля или привлекаемого испытательного подразделения. Приемочный контроль должен осуществляться комиссией с составлением Акта приемки выполненных сварочных работ. 9.9. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СВАРОЧНЫХ РАБОТ Требования безопасности по производству сварочных работ установлены в ТКП 45-1.03-40 (п. 10). Опасные и вредные производственные факторы в зоне выполнения сварочных работ: • движущиеся машины и механизмы, передвигающиеся изделия, заготовки и материалы; • повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; • повышенная температура поверхностей оборудования, материалов; • повышенная температура воздуха рабочей зоны; • повышенный уровень шума на рабочем месте; 220 9.9. Требования безопасности при производстве сварочных работ • опасный уровень напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; • повышенный уровень электромагнитных излучений; • повышенная яркость света; • повышенный уровень ультрафиолетовой радиации; • химические факторы (сварочные аэрозоли). Участки работ, где проводится сварка, должны быть ограждены переносными или стационарными светонепроницаемыми ограждениями (щитами, ширмами или экранами) из несгораемого материала, высота которых должна обеспечивать надежность защиты. Запрещается вести сварочные работы вблизи огнеопасных и легковоспламеняющихся материалов – бензина, керосина, пакли. В стационарных условиях сварка должна производиться в специально оборудованных кабинах. Кабины должны быть с открытым верхом и выполнены из негорючих материалов. Не допускается проведение сварки при неработающей местной вытяжной вентиляции. Работа в замкнутых или ограниченных пространствах производится сварщиком под контролем наблюдающего с квалификационной группой II и выше по технике безопасности, который должен находиться снаружи. Сварщик должен иметь предохранительный пояс с канатом, конец которого находится у наблюдающего. При выполнении сварочных работ в одном помещении с другими работами должны быть приняты меры, исключающие возможность воздействия опасных и вредных производственных факторов на работающих. Корпуса электрооборудования, а также свариваемые конструкции заземляют. Перед ремонтом сварочного оборудования, при временной отлучке и после окончания работы необходимо отключить установку от сети электрического тока. В сырых местах сварщик должен работать в резиновых сапогах, брезентовых рукавицах; не прикасаться незащищенными руками к токоведущим частям сварочного оборудования. В последнее время для охраны труда сварщиков используют сварочные щитки с автоматическим регулированием плотности затемнения, в зависимости от уровня светового излучения. Это 221 Глава 9. Сварочные работы позволяет исключить подъем щитка перед началом сварки, избежать травмы глаз в начале зажигания дуги. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны при выполнении различных видов сварки не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК). При температуре наружного воздуха –5 °С и ниже рекомендуется иметь вблизи рабочего места сварщика устройство для обогрева рук, а при температуре ниже –30 °С оборудовать тепляк. ГЛАВА 10. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ 10.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МОНОЛИТНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ Появление железобетонных конструкций связано с развитием промышленности, транспорта и торговли во второй половине XIX в., когда необходимо было строительство новых фабрик, заводов, портов и многих других капитальных сооружений. К этому времени были развиты цементная промышленность и черная металлургия. Им предшествовал многовековой опыт строительства из камня, неармированного бетона, дерева и металла. Исследования показали, что русские мастера еще в 1802 г. применяли армированный бетон, однако не считали, что получили новый строительный материал, и не патентовали его. Первым изделием из железобетона была лодка, построенная Ламбо во Франции в 1850 г. А первый патент на изготовление изделий из железобетона получил французский садовник Ж. Монье в 1867 г., которого считают первооткрывателем железобетона. Монолитные конструкции изготовляют на строительной площадке. Преимущества зданий из монолитного железобетона заключаются в следующем: не имеют стыков, поэтому более долговечны и обладают высокими теплотехническими и изоляционными свойствами; имеют более гибкие планировочные характеристики, что позволяет наиболее полно удовлетворять требования заказчика; благодаря монолитному железобетону появилась возможность строить высотные здания. В целях расширения использования монолитного железобетона в современной практике строительства разработаны новые конструктивные схемы монолитных и сборно-монолитных зданий: • современные эффективные многооборачиваемые опалубки, которые позволяют при минимальных затратах на их устрой223 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы ство обеспечить высокое качество лицевой поверхности конструкций, надежность и долговечность зданий; • технологии раннего распалубливания конструкций; • добавки для бетона, с помощью которых можно управлять физико-механическими и технологическими свойствами бетонной смеси. Комплексный технологический процесс возведения монолитных конструкций состоит из заготовительных, транспортных и монтажно-укладочных процессов (рис. 10.1). Бетонирование конструкций Заготовительные процессы Транспортные операции Изготовление опалубки Изготовление арматуры Приготовление бетонной смеси Монтажно-укладочные процессы Сборка опалубки и установка в проектное положение Сборка арматурных элементов и установка в проектное положение Укладка бетонной смеси и уплотнение Выдерживание и уход за бетоном Распалубливание Рис. 10.1. Схема комплексного технологического процесса бетонирования 10.2. ОПАЛУБКИ, ИХ КОНСТРУКЦИИ И ОБЛАСТЬ НАЗНАЧЕНИЯ 10.2.1. Общие сведения Опалубка – это вспомогательная конструкция, необходимая для укладки бетонной смеси и придания требуемой формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции. 224 10.2. Опалубки, их конструкции и область назначения Требования, предъявляемые к опалубке, должны соответствовать СТБ 1110. Основными из них являются прочность, плотность стыков и сопряжений, устойчивость и неизменяемость формы под воздействием нагрузки, соответствие проекту размеров, формы и положения в пространстве, высокое качество поверхностей палубы, технологичность (должна легко собираться и разбираться), оборачиваемость (возможность многократного использования). Основные конструктивные элементы опалубки (рис. 10.2): • щит – формообразующий элемент опалубки, состоящий из каркаса и палубы; • каркас щита (рама) – несущая конструкция щита опалубки, выполненная из металлического или деревянного профиля; • палуба – плоский элемент щитовой опалубки, непосредственно соприкасающийся с бетоном; • опалубочная панель – плоский крупноразмерный элемент опалубки, собираемый из нескольких щитов, соединенных между собой с помощью специальных крепежных деталей; • блок опалубки – пространственный элемент опалубки, состоящий из нескольких щитов и предназначенный для опалубливания отдельных частей конструкции; • крепежные элементы – предназначены для соединения щитов (замки, тяжи и др.); • поддерживающие элементы – подкосы, телескопические опорные стойки и башни, треноги, рамы, распорки, леса, балки перекрытий, страховочные элементы, предназначенные для установки, закрепления опалубки в проектном положении, воспринимающие нагрузки при бетонировании. Вспомогательные элементы: • навесные подмости – навешиваются с фасадной стороны с помощью кронштейнов и состоят из дощатого настила, стоек и перил ограждения; • проемообразователи – специальная опалубка для формирования оконных, дверных и других проемов. Для изготовления элементов опалубки используют самые разнообразные материалы: • для палубы – водостойкую фанеру, сталь, пластик, плиты ДСП и ДВП, древесину хвойных и лиственных пород, пластмассу и др.; 225 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы • поддерживающих элементов – сталь, алюминиевые сплавы; • смазки опалубки – гидрофобизирующие смазки на основе минеральных масел или солей жирных кислот, комбинированные смазки. 3 2 4 5 6 1 8 7 Рис. 10.2. Конструктивные элементы опалубки: 1 – щит; 2 – навесные подмости; 3 – палуба; 4 – опалубочная панель; 5 – рама (каркас щита); 6 – крепежные элементы (замки); 7 – поддерживающие элементы (подкосы); 8 – крепежные элементы (тяжи) 10.2.2. Типы опалубок и область их применения В практике монолитного строительства применяют следующие опалубки (табл. 10.1). Таблица 10.1 Типы опалубок и область их применения Тип опалубки Характеристика МелкощиПлощадь щитов до 3 м 2, масса одтовая ного щита до 50 кг. В конструкции содержатся поддерживающие элементы (клинья, распорки, схватки) и крепления. Возможна укрупнительная сборка. Устанавливают вручную КрупноКрупноразмерные щиты площащитовая дью до 20 м2, массой до 500 кг, связанные с поддерживающими элементами, соединениями, креплениями. Оборудована подмостями для бетонирования, домкратами. Монтируют с помощью крана 226 Область применения Бетонирование различных горизонтальных и вертикальных конструкций, небольших по объему Бетонирование крупноразмерных конструкций (стены, перекрытия) 10.2. Опалубки, их конструкции и область назначения Окончание табл. 10.1 Тип опалубки Характеристика Область применения Блочная Состоит из щитов разборно-пере- Бетонирование фундаменставной опалубки, собранных в тов, лифтовых шахт и друпространственные блоки гих отдельно стоящих конструкций и контуров ОбъемноБлоки П- и Г-образной формы. Одновременное бетониропереставная Винтовые домкраты установлены вание стен и перекрытий на боковых щитах и шарнирных жилых и гражданских здамеханизмах ний Скользящая П-образная рама, щиты, рабочий Возведение вертикальных пол, подмости, домкраты, домкрат- конструкций постоянного ные стержни, приводные станции сечения толщиной не менее 12 см, зданий точечного вида, ядер жесткости Катучая Состоит из каркаса и закреплен- Бетонирование сводов ных на ней опалубочных щитов. Перемещают ее вдоль возводимого сооружения на тележках или других приспособлениях ПневмаГибкая оболочка, поддерживае- Бетонирование сводов и тическая мая давлением воздуха (воздухоне- дру гих криволинейных конпроницаемая плотная брезентовая струкций ткань, раскроенная по габаритам сооружения) Утепленная Опалубка с установленным утепли- Предохранение конструктелем ции от замерзания и перегрева Греющая Оборудована нагревательными элемен- Бетонирование в зимнее тами, системой контроля и режима время. Для ускорения твердения бетона обогрева Несъемная Состоит из плит, остающихся по- Возведение конструкций без сле бетонирования в конструкции, распалубливания, с однои инвентарных поддерживающих временным устройством теплоизоляции элементов 10.2.3. Конструкции современных опалубочных систем При выборе опалубки рекомендуется использовать специальные комплекты заводского изготовления, которые обеспечивают многократную оборачиваемость и надежность сборки. 227 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Опалубочная система – это конструкция из предварительно изготовленных опалубочных элементов, геометрические параметры, технологические отверстия, способы соединения и крепления которых конструктивно совместимы друг с другом и имеют системный характер. Особой популярностью в настоящее время пользуются опалубочные системы фирм «Peri», «Doka», «АLUМIХ» и многие другие. Из отечественных разработок широкое применение получила опалубка ОДО «Форкон», – «МОДОСТР». Данные опалубки отличаются конструктивными особенностями, но все одинаково высокотехнологичны, безопасны, обеспечивают высокое качество монолитных конструкций. Конструктивное решение опалубочных систем можно рассмотреть на примере белорусской опалубки «МОДОСТР». Для возведения монолитных конструкций применяют следующие опалубочные системы: • мелкощитовая опалубка для фундаментов, стен, колонн; • блочная опалубка (рис. 10.3); 2 1 Рис. 10.3. Блочная опалубка столбчатого фундамента: 1 – панель опалубки; 2 – подкосы • • • • 228 каркасная опалубка для стен (рис. 10.4); веерная опалубка колонн; опалубка круглых колонн; опалубка перекрытий на основе телескопических стоек; 10.2. Опалубки, их конструкции и область назначения • опалубка перекрытий на основе опорных башен и др.; • опалубка сборно-монолитного перекрытия и др. 1 7 5 4 7 5 2700 6 6 5 4 2 3 1250 Рис. 10.4. Каркасная опалубка для стен системы «МОДОСТР»: 1 – щит; 2 – арматурный каркас; 3 – подпятник; 4 – выравнивающая балка; 5 – элемент крепления регулируемого подкоса; 6 – регулируемый подкос; 7 – винт элемента крепления с гайкой Мелкощитовая опалубка «ДОЙЛIД» для фундаментов, стен и колонн (рис. 36, вклейка) имеет следующие размеры щитов: высота – 1200 и 1500 мм; ширина – 200–900 мм; толщина – 80 мм. Для восприятия бокового давления бетонной смеси щиты опалубки соединяют тяжами, изготовленными из винтовой арматуры диаметром 15 мм из высокопрочной стали. Оборачиваемость стального каркаса составляет 200–250 циклов; щитов – 80–100 циклов. Благодаря легкости опалубку можно монтировать вручную. Веерная опалубка колонн служит для возведения колонн квадратного и прямоугольного сечения с размерами от 100 × 100 до 1000 × 1000 мм. Высота щитов 1200–3300 мм (рис. 10.5). Опалубку для монолитных перекрытий применяют на основе телескопических cтоек и опорных башен. 229 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы 5 1 1 2 3 2 4 3 5 4 Рис. 10.5. Схема устройства веерной опалубки колонн из щитов МОДОСТР-КОМБИ: 1 – щит; 2 – наружный угол; 3 – регулируемый подкос; 4 – подпятник; 5 – замок Систему опалубки на основе телескопических стоек применяют для бетонирования перекрытий. Она состоит из следующих основных элементов (рис. 10.6): телескопических стоек, треног, палубы, несущих и распределительных балок, бортовых упоров и ограждений. 1 5 2 3 4 Рис. 10.6. Опалубка перекрытия на основе телескопических стоек: 1 – распределительная балка; 2 – несущая балка; 3 – телескопическая стойка; 4 – тренога; 5 – палуба 230 10.2. Опалубки, их конструкции и область назначения Базовым элементом опалубки является телескопическая стойка. Она воспринимает все вертикальные нагрузки и состоит из нижней трубчатой части и выдвигаемой верхней части меньшего диаметра. Регулировку высоты стойки производят ступенчато через 80 мм специальной фиксирующей скобой и регулировочной муфтой. Применяют телескопические стойки нескольких видов: с U-образным и с плоским оголовком; с треногой (рис. 10.7). Съемный оголовок насаживают на телескопическую стойку с плоским оголовком, его используют в местах стыка балок. 2 580 3 а б 460 1 120 ° 1 1000 120 1 3 в Рис. 10.7. Телескопические стойки: а – с U-образным оголовком; б – с плоским оголовком; в – с треногой; 1 – телескопическая стойка; 2 – съемный оголовок; 3 – тренога Для фиксации телескопической стойки в вертикальном положении используют треноги. В оголовки стоек (опорных башен) укладывают несущие балки, по ним, с определенным шагом, – распределительные. Применяют деревянные клееные балки прямоугольного или двутаврового сечения двух типоразмеров по высоте 160 и 200 мм, при длине 2500, 3900 и 4500 мм. Палубу из водостойкой фанеры укладывают по балкам. В целях повышения надежности и безопасности работ при монтаже опалубки рекомендуется применять опалубку перекрытия на основе опорных башен (рис. 10.8). 231 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы 2 1 3 4 Рис. 10.8. Опалубка перекрытия на основе опорных башен: 1 – опорная башня; 2 – палуба; 3 – распределительная балка; 4 – несущая балка Опорные башни состоят из телескопических стоек, объединенных системой раскосов, что придает им пространственную устойчивость. Опорные башни наращивают по высоте (рис. 10.9). 3 1 5 2 1 4 2 h h 2 1 А В 4 А В А В Рис. 10.9. Опорные башни системы «МОДОСТР»: 1 – телескопическая стойка с U-образным оголовком; 2 – раскос; 3 – съемный оголовок; 4 – телескопическая стойка с плоским оголовком; 5 – настил 232 10.2. Опалубки, их конструкции и область назначения Монтаж и демонтаж опорных башен можно производить вручную или краном. Опалубку сборно-монолитного перекрытия используют при возведении сборно-монолитных зданий (рис. 37, вклейка). Особенности ее применения представлены в главе 11. 10.2.4. Организация и производство опалубочных работ Опалубочные работы следует выполнять по технологическим картам на данные работы, входящие в состав ППР. На выполнение сложных по конструктивным решениям сооружений составляют ППР опалубочных работ, который должен включать маркировочные чертежи опалубки, схемы организации опалубочных работ и др. Маркировочный чертеж представляет собой план и боковые проекции опалубливаемой конструкции. На нем указывают элементы опалубки с присвоенными им условными обозначениями (марками), а также приводят их спецификацию. При приемке опалубки необходимо проверить комплектность щитами и элементами креплений; маркировку на изделиях; геометрические размеры сборочных элементов, резьбовых соединений; лакокрасочные покрытия; качество сварных швов. Щиты опалубки укладывают в штабеля высотой не более 1,2 м на деревянных прокладках в зоне действия крана. Они должны храниться под навесом. Перед бетонированием поверхность палубы, соприкасающаяся с бетоном, должна быть обработана специальной смазкой. Смазки для опалубки должны обладать хорошей адгезией к материалу палубы и плохой – к бетону, не вызывать коррозию стальных элементов опалубки, не оставлять пятен на лицевой поверхности бетона. Составы равномерно наносят на палубу тонким слоем пульверизатором. Вручную устанавливают опалубку весом до 50 кг. Крупноразмерные панели подают и устанавливают с помощью монтажных кранов. Строповку выполняют двумя съемными монтажными захватами в соответствии с рисунком 10.10. Применение других захватов и строповка крюками за отдельные элементы опалубки категорически запрещаются. 233 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы A 4 60 ° 1 2 3 1 A Направление подъема опалубочной панели 1 а б 4 Для съема крюка повернуть рычаг 1 4 Рис. 10.10. Схема строповки опалубочной панели: а – строповка панели; б – установка съемного монтажного захвата; 1 – съемный монтажный захват; 2 – опалубочная панель; 3 – двухветвевый строп; 4 – щит опалубки Последовательность сборки элементов опалубки зависит от вида бетонируемой конструкции. Например, устройство опалубки стен выполняют в следующем порядке: • разбивка осей и определение мест установки опалубочных элементов; • раскладка щитов и соединительных элементов по контуру разметки; • установка углового элемента; • соединение углового элемента с примыкающим щитом; • установка и соединение остальных щитов опалубки, их выверка в вертикальной и горизонтальной плоскостях с использованием регулируемых подкосов; • установка тяжей; • монтаж навесных подмостей. После выверки и закрепления опалубки первого яруса по высоте приступают к монтажу опалубки второго яруса. Установка опалубки и наблюдение за ней до демонтажа должны сопровождаться геодезическим контролем. 234 10.3. Арматурные работы 10.3. АРМАТУРНЫЕ РАБОТЫ 10.3.1. Назначение и виды арматуры Арматурные работы – это совокупность технологических процессов, связанных с заготовкой, сборкой и монтажом арматурных изделий. Арматура – стальные стержни, прокатные профили и проволока, расположенные в бетоне для совместной с ним работы. Основное ее назначение – восприятие растягивающих усилий, так как бетон плохо сопротивляется растяжению и в нем могут появиться трещины. Совместная работа арматуры и бетона обеспечивает высокое качество и долговечность железобетонных конструкций (рис. 38, вклейка). В отдельных случаях арматуру применяют для восприятия температурных, усадочных и транспортных нагрузок. Для изготовления железобетонных конструкций используют стержневую, проволочную, канатную (прядевую) арматуру, а также арматуру в виде фибры (рис. 10.11). А б а Б в А–А Б–Б В В–В г Рис. 10.11. Виды арматуры: а – круглая горячекатаная сталь Ст3; б – горячекатаная сталь периодического профиля Ст5; в – горячекатаная сталь марок 25Г2С, 35ГС и 30ХГ2С; г – холодносплющенная сталь П о н а з н а ч е н и ю арматуру делят на следующие виды: рабочую, распределительную, монтажную, хомуты. Рабочая арматура воспринимает растягивающие, а иногда и сжимающие усилия. Распределительная – служит для равномерного распределения нагрузок между рабочими стержнями и обеспечения их совместной работы. Монтажную арматуру используют для сборки отдельных элементов в арматурный каркас и удержания его в проектном положении. Она никаких усилий не воспринимает. 235 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Хомуты предназначены для образования каркасов из стержней, восприятия скалывающих напряжений в балках, колоннах, прогонах. Они препятствуют выпучиванию вертикальных стержней. Для лучшего закрепления в бетоне концы стержней, работающих на растяжение, часто делают загнутыми в виде крюков. В зависимости о т у с л о в и й р а б о т ы арматуру делят на обычную (ненапрягаемую) и предварительно напряженную. Ненапрягаемую арматуру применяют в обычных железобетонных конструкциях или в предварительно-напряженных, где она не является рабочей. В предварительно-напряженных конструкциях выполняют натяжение арматуры после или в процессе бетонирования. Это необходимо для того, чтобы создать в бетоне напряжения сжатия до приложения к нему эксплуатационных нагрузок (см. подп. 10.3.3). П о х а р а к т е р у р а б о т ы различают гибкую (стержневую, проволочную, канатную), жесткую (трубы, двутавры, швеллеры, уголки), дисперсную (рубленое стекловолокно, фибра) арматуру. П о х а р а к т е р у п о в е р х н о с т и стержневая и проволочная арматура может быть гладкой и периодического профиля. Для более надежного сцепления арматуры с бетоном применяют арматуру периодического профиля, а на концах стержней делают крюки, петли, зажимы (рис. 10.12). 1 4 3 2 6 4 1 4 2 6 5 2 7 1 а б Рис. 10.12. Арматура балки и колонны: а – балка; б – колонна; 1 – рабочие стержни прямые; 2 – то же, отогну тые; 3 – монтажные стержни; 4 – хомуты; 5 – стыки стержней; 6 – выпуски из фундаментов; 7 – фундамент 236 10.3. Арматурные работы П о с п о с о б у и з г о т о в л е н и я арматура бывает горячекатаная, холоднотянутая, термически упрочненная; п о с п о с о б у с о е д и н е н и я – свариваемая, ограниченно свариваемая, несвариваемая; п о м а т е р и а л у – металлическая, композитная (стеклопластиковая, базальтопластиковая, углепластиковая). В современных условиях строительства для армирования бетона чаще стали применять стеклопластиковую арматуру. По прочности она не уступает стальной арматуре, но имеет меньшую массу и более высокую коррозионную стойкость. Кроме того, обладает более высокой устойчивостью к температурным и динамическим воздействиям, однако сложна в изготовлении, что ограничивает область ее применения. 10.3.2. Арматурные изделия. Виды соединений арматурных элементов К арматурным изделиям относят арматурные стержни, арматурные сетки, плоские и пространственные арматурные каркасы, закладные детали и др. (рис. 10.13). а в е б г д ж з Рис. 10.13. Виды арматурных изделий: а – плоская сетка; б – плоские каркасы; в – пространственный каркас; г – то же, таврового сечения; д – то же, двутаврового сечения; е – гнутая сетка; ж – гнутый из сеток пространственный каркас; з – закладные детали 237 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы При изготовлении арматурных изделий отдельные арматурные элементы соединяют между собой различными способами: сваркой, вязкой, муфтовыми соединениями и внахлест. Сварку выполняют в виде контактной, ванной, электрошлаковой. При применении современных опалубочных систем следует использовать способ вязки арматуры, так как сварка может повредить поверхность опалубки. Для этого берут вязальную проволоку или хомуты. Проволоку для вязки арматуры изготовляют из низкоуглеродистой стали, она легкая и хорошо сгибается. Для вязки проволокой используют плоскогубцы, крючки (рис. 39, а, вклейка) или специальные пистолеты (рис. 39, б, вклейка). Пластиковые хомуты (рис. 40, вклейка) появились недавно, однако уже успели зарекомендовать себя с лучшей стороны. С ними легко работать, но эксплуатационные свойства их хуже: при низких температурах могут трескаться. Для вязки хомутами используют крючки. Стыки ненапрягаемой рабочей арматуры диаметром до 20 мм в сетках и каркасах можно выполнять внахлест без сварки; при диаметре 32–40 мм такие стыки не рекомендуются, а при диаметрах свыше 40 мм не допускаются. Стыковые соединения рабочей вертикальной арматуры диаметром 20–40 мм монолитных фундаментов и вертикальных монолитных конструкций (колонны, диафрагмы жесткости, стены и др.) следует выполнять с использованием муфт по СТБ 2152 (рис. 41, вклейка). Соединение вышеуказанной арматуры внахлест не допускается. 10.3.3. Технология и организация арматурных работ на объекте В состав арматурных работ на строительной площадке входят следующие процессы: • доставка, сортировка и складирование арматуры; • укрупнительная сборка арматурных элементов и подготовка их к монтажу; • установка, выверка арматурных элементов; 238 10.3. Арматурные работы • окончательное соединение элементов (сваркой, вязкой и др.). Для производства арматурных работ на строительной площадке должны быть организованы склад арматуры, приобъектный арматурный участок, включающий участок заготовки и резки стержней и участок сборки арматурных каркасов. Также должны быть организованы сбор и утилизация отходов арматуры. Доставка, сортировка, складирование. Арматурные изделия на строительный объект доставляют по частям или в виде целых арматурных блоков. После приемки арматуру хранят на стеллажах под навесом или в закрытых складах. Складируют так, чтобы можно было легко найти нужные детали. Стержни связывают в пучки, сетки и каркасы – в пакеты. При этом сортируют по маркам, диаметрам, длинам и отдельным партиям (поставщикам). Каждую связку изделий снабжают биркой, указывают диаметр и класс арматуры. В зоне действия крана арматуру раскладывают с учетом ее последующей подачи на монтаж. При этом она не должна соприкасаться с грунтом. В штабелях прокладки должны располагаться на одной вертикали. Армирование конструкций. Применяют два способа армирования: отдельными элементами (стержнями, сетками, каркасами) и укрупненными. По возможности необходимо вести монтаж арматуры укрупненными пространственными элементами. Установку арматуры выполняют как после сборки опалубки, так и до ее монтажа. В отдельных случаях устанавливают часть опалубки, после чего – арматурные каркасы, затем остальные щиты опалубки. Армирование стен и перегородок осуществляют готовыми сетками и реже – отдельными стержнями в опалубке, установленной с одной стороны. При армировании отдельными стержнями монтаж начинают с рабочей арматуры. При армировании колонн сначала устанавливают вертикальные стержни, затем ставят хомуты. При таком армировании могут быть открыты одна или две стороны опалубки. При армировании колонн легкими каркасами их опускают сверху в короб опалубки или заводят сбоку с открытой стороны опалубки. Тяжелые каркасы устанавливают до сборки опалубки. Для обеспечения устойчивости их раскрепляют расчалками, затем устанавливают опалубку. 239 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Вязку арматуры стен и колонн выполняют на переставных подмостях. Армирование балок и прогонов каркасами высотой до 60 см выполняют над коробом опалубки и уже готовый каркас опускают в короб. При высоте более 60 см балки армируют непосредственно в коробе. Армирование плит и других плоских конструкций производят путем укладки в опалубку готовых сварных сеток, соединение которых выполняют внахлест. Предварительное натяжение арматуры. Основным недостатком бетона является его низкая прочность на растяжение. Это можно устранить путем предварительного натяжения арматуры, расположенной в растянутой зоне. Применяют три способа натяжения арматуры (рис 10.14): • на упоры пола; • упоры формы; • бетон. Р Р а 1 3 2 Р 4 Р б 1 2 3 Р Р в 1 2 5 Рис. 10.14. Способы натяжения арматуры: а – на упоры пола; б – на упоры формы; в – на бетон; 1 – анкерное устройство; 2 – напрягаемая арматура; 3 – форма; 4 – упор; 5 – канат 240 10.3. Арматурные работы При первых двух способах стержень заводят в форму до бетонирования и закрепляют на одном упоре. На втором упоре с помощью домкрата или другим методом натягивают стержень до заданного напряжения, который затем также закрепляют. После этого конструкцию бетонируют и при достижении бетоном необходимой прочности освобождают от упоров. При натяжении арматуры на бетон сначала изготовляют обычную железобетонную конструкцию с устройством в ней каналов или пазов. После достижения бетоном необходимой прочности в каналы пропускают арматурные стержни или канаты, которые натягивают. При этом упорами служит сама конструкция. После натяжения арматуры в каналы под давлением нагнетают цементный раствор или заполняют мелкозернистым бетоном. Существуют следующие способы натяжения арматуры: механический – домкратами механического или гидравлического действия; электромеханический, который основан на использовании электрического тока. Ток пропускают через арматурные стержни, нагревая их до температуры 300–350 ° С. Стержни становятся пластичными и удлиняются. Защитный слой бетона. Это слой бетона между арматурой и внешней поверхностью конструкции. Он предохраняет арматуру от внешней агрессивной среды. Толщину защитного слоя бетона назначают в зависимости от вида и диаметра арматуры, размера сечения конструкции и класса по условиям эксплуатации. Минимальный размер защитного слоя бетона указан в СНБ 5.03.01-02. Например, толщина защитного слоя бетона, подошвы фундаментов (ростверка), работающих в неагрессивных средах, составляет: • для монолитных фундаментов – 45 мм (при наличии бетонной подготовки) и 80 мм (без нее); • для сборных фундаментов – не менее 45 мм; • во всех случаях – не менее диаметра рабочей арматуры и максимального диаметра заполнителя бетона. Защитный слой арматуры фундаментов, работающих в агрессивных средах, следует назначать с учетом требований СНБ 5.03.01, ТКП 45-2.01-111 и ТКП 45-5.09-33. Для обеспечения проектной толщины защитного слоя бетона необходимо применять пластмассовые фиксаторы (рис. 10.15). Применение в качестве фиксаторов деревянных брусков, кусков бетона не допускается. 241 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы 2 1 3 а 4 5 б Рис. 10.15. Фиксаторы: а – бетонные; б – пластмассовые: 1 – в виде усеченного конуса; 2 – продолговатой скобы; 3 – бетонной подкладки; 4 – решетчатые; 5 – цилиндрические в виде разрезных и неразрезных шайб В колоннах для точной установки опалубки по осям арматурные фиксаторы-органичители приваривают к арматуре колонн (рис. 42, вклейка). Арматурные анкеры (∅12 мм S400) и арматурные фиксаторы-ограничители (∅10 мм S240) опалубки колонн заготовляют на приобъектном арматурном участке. 10.4. БЕТОННЫЕ РАБОТЫ 10.4.1. Технологические свойства бетонной смеси Важными технологическими свойствами бетонной смеси, которые в значительной степени влияют на выбор методов производства работ, являются связность и удобоукладываемость. Связность – это способность бетонной смеси сохранять свою однородность при транспортировании, погрузке и выгрузке, укладке и уплотнении. Удобоукладываемость (консистенция) – это способность бетонной смеси растекаться под действием сил тяжести, легко укладываться и заполнять опалубку. Удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется показателями жесткости, подвижности и растекания. 242 10.4. Бетонные работы Показатель жесткости бетонной смеси определяют временем вибрации в секундах, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованной бетонной смеси в специальном приборе – вискозиметре. Для повышения пластичности в бетонную смесь вводят пластифицирующие добавки. П о п о к а з а т е л ю ж е с т к о с т и бетонные смеси характеризуются как сверхжесткие (СЖ) и жесткие (Ж). Подвижность бетонной смеси определяют осадкой стандартного конуса определенной формы и размеров. Измеряют в сантиметрах. П о п о к а з а т е л ю п о д в и ж н о с т и (П) бетонные смеси подразделяют на низкопластичные (1–9 см), пластичные (10–20 см) и литые (21–25 см). По показателям жесткости и подвижности (осадке конуса) оценивают низкопластичные и пластичные смеси. Если осадка конуса составляет 21 см, смесь следует оценивать по показателю растекания конуса. П о п о к а з а т е л ю р а с т е к а н и я к о н у с а (РК) бетонные смеси разделяют на пластичные (до 34 см) и саморастекающиеся (более 34 см). Марки бетонных смесей по удобоукладываемости представлены в таблице 10.2. Таблица 10.2 Марки бетонных смесей по удобоукладываемости Марка бетонной смеси СЖ3 СЖ2 СЖ1 Ж4 Ж3 Ж2 Ж1 П1 П2 Норма удобоукладываемости по показателям подвижности растекания жесткости, с (осадке конуса), см конуса, см Сверхжесткие смеси Более 100 – – 51–100 – – 41–50 – – Жесткие смеси 31–40 – – 21–30 – – 11–20 – – 5–10 – – Низкопластичные смеси – 1–4 – – 5–9 – 243 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Окончание табл. 10.2 Марка бетонной смеси П3 П4 РК-1 П5 РК-2 РК-3 РК-4 РК-5 РК-6 Норма удобоукладываемости по показателям подвижности растекания жесткости, с (осадке конуса), см конуса, см Пластичные смеси – 10–15 – – 16–20 – Менее или равно 34 Литые и самоуплотняющиеся смеси – 21–25 – – – 35–41 – – 42–48 – – 49–55 – – 56–62 – – Более 62 По сох ра нен и ю у добоу к ла д ы ваемост и во времен и бетонные смеси (при температуре до 25 ° C) делят на следующие группы: • St-1 – до 30 мин; • St-2 – от 30 до 60 мин; • St-3 – от 60 до 90 мин; • St-4 – свыше 90. Удобоукладываемость бетонной смеси на объекте определяют для каждой партии (по СТБ 1545) не реже 1 раза в смену и не позднее 10–15 мин после доставки ее на объект. По с т е п е н и г о т о в н о с т и бетонные смеси подразделяют: • на готовые к употреблению (БСГ); • частично затворенные (БСЧЗ); • сухие (БСС). Условное обозначение бетонной смеси при заказе должно состоять из ее сокращенного обозначения с указанием необходимых свойств бетона. Пример условного обозначения готовой к употреблению бетонной смеси тяжелого бетона марки по удобоукладываемости П1, класса по прочности на сжатие С20/25, группы по сохранению 244 10.4. Бетонные работы удобоукладываемости St-2, марки по морозостойкости F200 и марки по водонепроницаемости W4: БСГТ П1 С20/25 St-2 F200 W4 СТБ 1035–96. То же, для сухой бетонной смеси тяжелого бетона: БССТ П1 С20/25 St-2 F200 W4 СТБ 1035–96. 10.4.2. Приготовление бетонной смеси Бетонные смеси приготовляют на районных заводах, приобъектных растворобетонных узлах (РБУ), а также в автобетоносмесителях. Выбор способов приготовления зависит от удаленности объекта от завода-изготовителя, объемов бетонных работ. Наиболее эффективно приготовление бетонных смесей на заводах, где процессы автоматизированы, имеются склады цемента, заполнителей, добавок. Бетонные смеси, которые приготовляют на заводах, называют товарным бетоном. Основным оборудованием при приготовлении бетонных смесей являются бетоносмесители, которые п о п р и н ц и п у д е й с т в и я подразделяют на группы цикличного (периодического действия) и непрерывного действия. В бетоносмесителях цикличного действия операции загрузки, перемешивания компонентов и их выгрузки осуществляют после завершения предыдущего цикла. В бетоносмесителях непрерывного действия эти операции выполняют непрерывно. П о с п о с о б у п е р е м е ш и в а н и я бетоносмесители делят на гравитационные и принудительного действия. В бетоносмесителях гравитационного действия приготовление бетонной смеси происходит за счет вращения барабана и свободного падения частиц компонентов бетонной смеси. Бетоносмесители принудительного действия обеспечивают более качественное смешивание компонентов – используется барабан с неподвижными или (и) вращающимися лопастями. Состав бетонной смеси подбирает строительная лаборатория. Важным условием качественной бетонной смеси является оптимальное водоцементное отношение. При использовании бетоносмесителей сначала в барабан подают воду в количестве 15–20 % общего объема, затем загружают через дозирующие устройства одновременно цемент и заполнитель, добавляя воду до требуемой нормы. Продолжительность 245 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы перемешивания бетонной смеси устанавливают экспериментальным путем исходя из условий обеспечения однородности смеси и качественных характеристик бетона. 10.4.3. Транспортирование бетонной смеси Под транспортированием бетонной смеси принято понимать доставку бетонной смеси от места ее приготовления до объекта, а перемещение бетонной смеси к месту укладки в конструкцию называют подачей бетонной смеси. При выборе способа транспортирования нужно иметь в виду, что важным технологическим условием является сохранение однородности и подвижности бетонной смеси. При этом должны учитываться следующие условия: расстояние перевозки смеси без необратимых изменений ее качества, зависящего от начальной подвижности бетонной смеси; вид дорожного покрытия; температура окружающей среды; конструкция и технологическая совместимость транспортных средств с бетоноприемным оборудованием. Доставку бетонной смеси на объект осуществляют транспортными средствами: • автосамосвалами общего назначения; • автобетоновозами; • автобетоносмесителями; • на автомобилях в контейнерах, бункерах, бадьях. Автосамосвалы используют при доставке малоподвижных бетонных смесей на незначительные расстояния (не более 10– 12 км). В настоящее время не рекомендуется применять такой способ доставки, так как он приводит к потере бетонной смеси (2–3 %), расслоению, снижению качества от попадания атмосферных осадков. Кроме того, при очистке кузова во время разгрузки необходимы затраты ручного труда. Невозможна порционная выгрузка бетонной смеси. Автобетоновозы (рис. 10.16) применяют на расстояниях 10–30 км. Они имеют более совершенное оборудование кузова (герметичны, оборудованы крышкой для защиты от атмосферных осадков, двойным дном, могут быть утеплены). Такой способ доставки обеспечивает более надежное сохранение технологических свойств бетонной смеси. 246 10.4. Бетонные работы 1 2 3 Рис. 10.16. Автобетоновоз: 1 – крышка; 2 – кузов; 3 – выносная опора (штриховыми линиями показано положение кузова при разгрузке) Автобетоносмесители (рис. 10.17) – специализированный вид транспорта, который приспособлен не только для перевозки, но и для приготовления бетонной смеси в пути следования. Доставка может быть на расстояние до 100–120 км. На бетонных заводах автобетоносмесители загружают сухими компонентами или же частично затворенной бетонной смесью. Наличие специальных устройств и емкости для воды позволяет процесс приготовления бетонной смеси начать в любой момент: обычно за 20–30 мин до прибытия на объект. Оптимальный режим вращения барабана составляет 6–12 об/мин. 1 2 4 6 7 5 а б 3 8 Рис. 10.17. Автобетоносмеситель: а – общий вид; б – смесительный барабан; 1 – бак для воды; 2 – барабан; 3 – загрузоч но-разгрузочное устройство; 4 – привод барабана; 5 – опорная цапфа; 6 – приводная звездочка; 7 – бандаж; 8 – винтовая лопасть 247 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Преимущества использования автобетоносмесителей: сохранение качества бетонной смеси, возможность ее порционной разгрузки, маневренность, технологичность (совместимость с бетононасосами и другим оборудованием). 10.4.4. Подача бетонной смеси К месту укладки бетонную смесь можно подавать: • кранами в бадьях; • ленточными конвейерами; • бетоноукладчиками; • бетононасосами; • пневмонагнетателями. При подаче кранами в бадьях (способ «кран-бадья») (рис. 10.18) бетонную смесь в бадьи загружают из бетоновозов или автобетоносмесителей. Бадьи устанавливают в зоне действия крана. После каждой разгрузки, а также после каждых 2 ч работы их очищают от остатков смеси. 1 1 а 2 4 1 3 1 1 4 3 б Рис. 10.18. Загрузка поворотных бадей и выгрузка в опалубку конструкции: а – загрузка бетонной смеси; б – укладка бетонной смеси; 1 – поворотная бадья малой емкости; 2 – поворотная бадья большой емкости; 3 – бетонируемая конструкция; 4 – кран Емкость бадьи для немассивных конструкций составляет 0,3, 0,6, 0,8 м3, для массивных – 0,8–3,0 м3. Бадьи бывают поворотные и неповоротные. 248 10.4. Бетонные работы Поворотную бадью загружают в горизонтальном положении. При подъеме крана она занимает вертикальное положение, в котором происходит разгрузка бетонной смеси (рис. 10.19, а). Неповоротную бадью загружают и разгружают в вертикальном положении. Ее применяют, если необходимо подавать бетонную смесь порционно (рис. 10.19, б). 1 6 5 6 40 ° 1 I I–I 40 ° 5 а I 4 3 2 2 4 3 б Рис. 10.19. Бадьи для крановой подачи бетонной смеси: а – поворотная; б – неповоротная; 1 – корпус; 2 – каркас; 3 – затвор; 4 – вибратор; 5 – рычаг; 6 – петля Бадьи должны быть оборудованы герметичными регулируемыми затворами. Поскольку арматурные выпуски из опалубки стен и колонн препятствуют укладке бетонной смеси в опалубку, следует применять бадьи с боковой выгрузкой бетонной смеси. Конструкцию и емкость бадей необходимо выбирать с учетом технологической совместимости с типом применяемых транспортных средств, характеристиками бетонируемой конструкции и грузоподъемностью крана. Бадьи и такелажная оснастка перед началом бетонирования должны быть испытаны в соответствии с существующими требованиями. Ленточные конвейеры применяют при бетонировании массивных конструкций значительной протяженности и непрерывным потоком (рис. 10.20, а). Они особенно эффективны в сочета249 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы нии с бетоносмесительными машинами непрерывного действия. Такой способ применяют для укладки бетонной смеси с осадкой конуса не более 6 см. 1 5 4 2 3 6 а 6000 8 6000 9 11 6000 б 6000 14 13 12 10 7 1 6000 16 15 14 II 17 I 6000 19 15 I 18 15 14 II 15 17 15 18 в Рис. 10.20. Схема подачи бетонной смеси в конструкции конвейером (а), бетоноукладчиком (б) и виброжелобом (в): 1 – автомобиль-самосвал; 2 – вибробункер; 3 – вибропитатель; 4 – конвейер; 5 – сбрасыватель; 6 – хоботы; 7 – фундамент; 8 – конвейер бетоноукладчика; 9 – бетоноукладчик; 10 – приемный бункер; 11 – подмости; 12 – оттяжка; 13 – опалубка; 14 – вибратор; 15 – виброжелоб; 16 – автобетоновоз; 17 – вибропитатель; 18 – стойка; 19 – подвеска из пружины Ленточные конвейеры собирают из отдельных секций. Рабочая часть ленты имеет лотковую форму. Наклон конвейера не должен превышать 18° при подъеме и 12° при спуске бетонной смеси подвижностью до 4 см и 15 ° при подъеме и 10 ° при спуске бетонной смеси подвижностью 4–6 см. Скорость движения ленты конвейера должна быть не более 2,5 м/с. 250 10.4. Бетонные работы Вначале смесь подают на магистральный конвейер, затем по сбрасывающему устройству – на распределительные конвейеры. Далее по лоткам или звеньевым хоботам – к месту укладки. Во избежание влияния атмосферных осадков над конвейерами устанавливают козырьки. Недостатком ленточных конвейеров является то, что их использование требует больших затрат на сборку и перестановку. Экономически оправдано их применение, когда расстояние между пунктами приготовления и укладки бетона составляет не более 300 м. Бетоноукладчики представляют собой самоходную машину на вращающейся платформе, которая имеет оборудование для приемки и подачи бетонной смеси (рис. 10.20, б). Основным транспортируемым органом их является ленточный телескопический конвейер, который состоит из основного и подвижного конвейеров. Бетонную смесь подают из кузова автобетоновоза на основной конвейер, а затем в конструкцию. Поворот стрелы – 360 °. Наибольшими технологическими возможностями обладают самоходные бетоноукладчики с телескопической стрелой, а также виброжелоба (рис. 10.20, в). Их наиболее эффективно использовать при бетонировании конструкций, расположенных ниже уровня стоянки машины. В таком случае с одной позиции обеспечивается транспортирование и распределение бетонной смеси в радиусе до 25 м. Бетононасосы относят к трубопроводному транспорту. Их применяют для подачи бетонной смеси по горизонтали на расстояние до 400 м и вертикали на высоту до 200 м. При этом способе обеспечивается равномерное движение бетонной смеси, более высокое давление, что позволяет подавать бетонную смесь на большую высоту, исключает испарение влаги, нарушение однородности бетонной смеси и потерю бетона. Бетононасосы очень удобны для бетонирования густоармированных конструкций высотных зданий, в труднодоступных местах. Их применение целесообразно при интенсивности бетонирования не менее 6 м3/ч. Бетононасосы бывают с механическим и гидравлическим приводом. Более распространена конструкция бетононасоса с гидравлическим приводом. Она состоит из приемного бункера, рамы, двигателя, бетоновода, двух управляющих и двух рабочих 251 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы гидроцилиндров, маятникового патрубка. Бетоновод состоит из стальных шарнирно-сочлененных звеньев труб, что позволяет изменять траекторию и направление подачи бетонной смеси. Различают бетононасосы стационарные (рис. 43, а, вклейка), прицепные и автобетононасосы. При бетонировании конструкций высотных зданий прицепные бетононасосы используют совместно с распределительной стрелой, устанавливаемой на конструкциях здания и переставляемой на другую позицию по мере бетонирования (рис. 43, б, вклейка). В настоящее время широкое применение получили автобетононасосы (рис. 10.21), у которых бетононасосы смонтированы на шасси автомобиля. Они являются более мобильными, что позволяет им работать в разных условиях строительной площадки. 4 1 2 3 5 6 Рис. 10.21. Схема бетонирования конструкций с использованием автобетононасоса: 1 – автобетоносмеситель; 2 – приемный бункер бетононасоса; 3 – бетононасос; 4 – шарнирно-сочлененная стрела; 5 – гибкий шланг-бетоновод; 6 – базовый автомобиль При применении бетононасосов необходимо соблюдать следующие требования: • доставку бетонной смеси следует осуществлять только в автобетоносмесителях; • технологические перерывы при перекачивании бетонной смеси не должны превышать 15–20 мин, а при больших перерывах необходимо осуществлять промывку и очистку бетононасоса и бетоноводов; • при подготовке бетононасоса к работе следует осуществлять смазку бетоновода путем перекачивания первой порции высокоподвижной бетонной смеси или раствора; 252 10.4. Бетонные работы • время начала схватывания бетонной смеси должно быть не менее продолжительности бетонирования одной захватки. Важным технологическим условием для подачи бетонной смеси по трубам является их достаточная степень транспортабельности, т. е. когда при перемещении бетонной смеси не нарушаются ее вязкость и однородность, не образуются пробки. В связи с этим состав смесей подбирают с определенными требованиями к крупности заполнителя, водоцементному отношению, наличию добавок. Свойства бетонной смеси можно улучшить, вводя в ее состав пластификаторы. После окончания бетонирования бетоновод промывают под давлением водой и пропускают через него эластичный пыж. Пневмонагнетатели – это многофункциональные агрегаты, которые служат для перемешивания и подачи к месту выгрузки различных строительных составов с использованием сжатого воздуха. При бетонировании конструкций их чаще всего применяют для подачи бетонной смеси в труднодоступные места и для бетонирования стыков (рис. 44, вклейка). Пневмонагнетатели можно считать аналогами бетононасосов. Агрегат состоит из резервуара с лопастями, загрузочной воронки с герметичным затвором, бетоновода, рукавов для подачи сжатого воздуха от компрессора. В зависимости от модели объем резервуара может составлять от 300 до 1000 л. Компоненты бетонной смеси (раствора) загружают в резервуар, тщательно перемешивают принудительным способом, с помощью лопастей. Воздух, подаваемый в верхнюю часть камеры, вытесняет смесь в горловину и выдавливает в бетоновод. Преимущества пневмонагнетателей: • возможность не только подавать бетонную смесь, но и поддерживать ее в необходимом состоянии; • универсальность – к пневмонагнетателю можно присоединить растворопроводы и шланги различного диаметра и подавать смеси разной подвижности, крупности заполнителя; • маневренность агрегата, мобильность и легкий вес делают его удобным для перемещения по строительной площадке и этажам строящегося здания. 253 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы 10.4.5. Укладка и уплотнение бетонной смеси Перед началом укладки бетонной смеси необходимо: • подготовить основание – оно должно быть жестким, чистым; • проверить состояние опалубки, ее проектное положение (требования к опалубке описаны в подп. 10.2.4); • проверить состояние и проектное положение арматуры, закладных деталей, анкерных устройств; • проверить наличие и расположение фиксаторов для обеспечения защитного слоя бетона. При укладке бетонной смеси необходимо обеспечивать: • максимальную монолитность бетонируемой конструкции; • непрерывную подачу бетонной смеси; • проектные физико-механические показатели и однородность бетона; • надлежащее сцепление с арматурой и закладными деталями. Для этого следует соблюдать основные правила: • укладку бетонной смеси выполнять горизонтальными слоями одинаковой толщины, с тщательным уплотнением каждого слоя бетона; • равномерно и без пустот заполнять опалубку; • контролировать скорость и высоту свободного сбрасывания бетонной смеси (для разных конструкций она разная). Толщина укладываемых слоев бетонной смеси не должна превышать 50 см. Она зависит от степени армирования конструкции и вида вибратора и должна должна быть равна: • при уплотнении смеси ручными глубинными вибраторами – не более 1,25 длины рабочей части вибратора; • при уплотнении смеси тяжелыми подвесными вертикально расположенными вибраторами – на 5–10 см меньше длины рабочей части вибратора; • при уплотнении смеси поверхностными вибраторами в конст рук циях не более: – неармированных – 40 см; – с одиночной арматурой – 25 см; – с двойной арматурой – 12 см; • при уплотнении навесными на опалубку вибраторами (наружными) – не более 30 см. 254 10.4. Бетонные работы Высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку для различных видов конструкций должна быть не более: • для колонн – 5 м; • перекрытий – 1 м; • стен – 4,5 м; • массивных неармированных конструкций – 6 м; • слабоармированных подземных конструкций в сухих и связных грунтах – 4,5 м; • густоармированных конструкций – 3 м. При превышении высоты сбрасывания бетонной смеси необходимо применять бетонолитные трубы, по которым производят заливку смеси. Для этого нужно предусматривать достаточные отверстия между арматурными стержнями для установки таких труб. Применяют также инвентарные виброхоботы, которые могут оснащаться наружными вибраторами, а при высоте более 10 м – гасителями скорости. Скорость заливки бетонной смеси, особенно при бетонировании стен и колонн, зависит от несущей способности опалубки и бокового давления на нее бетонной смеси. Процесс бетонирования не должен прерываться, особенно для конструкций с лицевой бетонной поверхностью. Уплотнение бетонной смеси необходимо выполнять для получения высококачественного бетона с заданными физико-механическими свойствами. В неуплотненной бетонной смеси содержится значительное количество воздуха. В смеси жесткой консистенции объем воздуха достигает 40–45 %, в пластичной – 10–15 %. Ориентировочно установлено, что каждый процент воздуха в смеси уменьшает прочность бетона на 3–5 %. Если попавший воздух не удалить и не ликвидировать скопления крупного заполнителя, бетон может оказаться пористым, неоднородным, с пониженной прочностью. Уплотнение бетонной смеси выполняют следующими способами: вибрированием, штыкованием, трамбованием и др. Вибрирование – наиболее распространенный способ уплотнения бетонной смеси. Он основан на использовании специального оборудования – вибраторов, которые передают колебательные движения бетонной смеси, в результате сцепление между зернами уменьшается и бетонная смесь уплотняется. При вибрирова255 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы нии она частично теряет свою прочность, однако по окончании вибрирования прочность восстанавливается. Виброуплотнение применяют для бетонной смеси с осадкой конуса 6–8 см. Типы вибраторов: глубинные, поверхностные, наружные. Глубинные вибраторы (рис. 10.22, а) выпускают с вибробулавой на гибком или жестком валу. Также их могут объединять в пакеты по несколько одиночных вибраторов; перестановку выполняют кранами. Пакетный вибратор состоит из нескольких внутренних вибраторов, укрепленных на общей раме. Производительность одиночных глубинных вибраторов составляет 3–35 м3/ч, пакетных – до 200 м3/ч. 1 2 3 а б Рис. 10.22. Вибраторы для уплотнения бетона: а – глубинные: 1 – с гибким валом; 2 – с жестким валом; 3 – пакетный вибратор; б – поверхностные 1,5R Вибратор 1,5R Рис. 10.23. Схема перестановки вибратора 256 При работе с глубинным вибратором необходимо соблюдать: • шаг перестановки вибратора; • глубину его погружения в бетонную смесь; • время удерживания вибратора в одной позиции. Шаг перестановки вибратора должен быть не более полуторного радиуса его действия (рис. 10.23). Бо- 10.4. Бетонные работы лее точно расстояние между точками вибрации S определяют по формуле S = 0,875D, где D — диаметр сферы действия вибратора, см, но не более значений, указанных в таблице 10.3. Таблица 10.3 Шаг перестановки вибратора Диаметр внутреннего вибратора, мм До 40 От 40 до 60 вкл. Свыше 60 Диаметр сферы действия вибратора D, см 30 50 80 Шаг перестановки S, см 25 40 70 Глубина погружения в бетонную смесь ручных глубинных вибраторов должна составлять 1,25 длины рабочей части вибратора. При этом на 5–10 см он должен заходить в нижележащий слой (рис. 10.24). Это обеспечивает более надежную связь обоих слоев бетонной смеси. 1 S 1 3 5–10 см ≤50 см 2 5 4 Рис. 10.24. Схема послойного уплотнения бетонной смеси в опалубке: 1 – опалубка; 2 – внутренний вибратор; 3 – неуплотненный слой; 4 – уплотняемый слой; 5 – ранее уплотненный слой Глубинный вибратор не должен соприкасаться с опалубкой. Расстояние между вибратором и опалубкой стен и колонн должно быть не менее 10 см. Следует избегать контакта арматуры с вибратором более 5 с. В противном случае цементное молоко, насыщенное водой, со257 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы бирается вокруг арматуры, что ухудшает сцепление арматуры и бетона. При этом в затвердевшем бетоне могут образоваться трещины над горизонтальными стержнями арматуры. Качество бетонируемой конструкции зависит от режима уплотнения: недостаточное уплотнение приводит к неплотной укладке бетонной смеси, излишнее – к ее расслоению. Для глубинных вибраторов уплотнение с одной позиции должно выполняться 20–40 с, для поверхностных – 30–60 с, для наружных – 50–90 с. При перестановке извлекать глубинный вибратор нужно медленно и не выключая двигатель, так как при этом под ним могут образовываться пустоты в бетонной смеси. Вибрирование бетонной смеси производят до прекращения ее оседания и выделения воздуха, а также появления на ее поверхности цементного молока и блеска. Особенно тщательно следует провибрировать в конструкциях нижний слой. Поверхностные вибраторы (см. рис. 10.22, б) – это металлическая площадка с электродвигателем. Их применяют при бетонировании плит перекрытий, полов, пешеходных дорожек. Поверхностными вибраторами бетонную смесь уплотняют полосами, равными ширине площадки, при этом последующая полоса должна перекрывать предыдущую не менее чем на 100 мм. Максимальная толщина уплотненного слоя – до 200 мм. Скорость передвижения поверхностного вибратора 0,5–1,0 м/мин. Разновидностью поверхностных вибраторов является виброрейка (вибробрус) (см. рис. 10.22, б), которую используют для уплотнения бетонных подготовок под полы, для стяжек, перекрытий и других горизонтальных поверхностей. Наружные вибраторы крепят к опалубке. Их применяют при бетонировании тонкостенных, густоармированных конструкций с жесткой опалубкой, а также устанавливают на бункерах, бадьях, звеньевых хоботах для предотвращения прилипания бетонной смеси к стенкам оборудования. Штыкование выполняют вручную с помощью шуровок. Это трудоемкий и низкопроизводительный процесс. Поэтому данный метод оправдывает себя в исключительных случаях: при уплотнении высокоподвижных смесей (более 10 см) во избежание их 258 10.4. Бетонные работы расслоения. Штыкование также применяют, если расположение арматуры не позволяет уплотнить бетонную смесь вибраторами. Трамбование выполняют ручными и пневматическими трамбовками весьма жестких бетонных смесей в слабоармированных конструкциях или же когда нельзя применять вибраторы при отрицательном действии вибрации на близлежащее оборудование. При бетонировании высотных зданий используют самоуплотняющиеся бетонные смеси (СУБС), которые не требуют применения специального оборудования для уплотнения (более подробно о них сказано в п. 10.8). 10.4.6. Устройство рабочих швов Там, где возможно, необходима непрерывная укладка бетонной смеси. Иногда это является непременным технологическим условием, например при устройстве фундаментов под оборудование, работающих в динамических режимах, при бетонировании предварительно напряженных конструкций. В большинстве случаев перерывы в бетонировании неизбежны по организационным и технологическим причинам. Однако в этом случае на границе поверхностей ранее уложенного и вновь уложенного бетона образуется зона с ослабленной адгезией слоев. Это связано с тем, что при загрузке свежеуложенного бетона активность его твердения самая высокая, затем эта реакция замедляется. В результате плоскость стыка двух поверхностей является как бы границей изменения направлений усадочных деформаций: здесь возникают растягивающие усилия, ослабляющие зону стыка. Это определяет повышение требований к размещению стыков, их конструкционному оформлению, технологии выполнения. Плоскость стыка между ранее уложенным, затвердевшим бетоном и свежеуложенным называют рабочим швом. В отличие от конструкционных (температурных, осадочных), рабочие швы являются технологическими. Обычно они образуются при перерывах в бетонировании 7 ч и более. Их продолжительность устанавливает строительная лаборатория в зависимости от состава бетона и внешних условий. Для того чтобы обеспечить максимальную монолитность бетона в зоне рабочего шва, следует выполнять дополнительные мероприятия: • сначала правильно определить местоположение рабочего шва: в вертикальных элементах (колонны) рабочие швы устраи259 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы вают горизонтально – перпендикулярно граням элемента; в балках, прогонах, плитах – всегда вертикально (рис. 10.25). Устройство наклонных швов не допускается; II II I II II I I II III II III I I I а От 2/3 до 1/3L L/4 L/3 L/3 L/2 L L/4 L L IV 1 IV 2 2 1 в б IV IV Рис. 10.25. Расположение рабочих швов при бетонировании: а – колонны; б – бетонирование в направлении, параллельном балкам; в – то же, перпендикулярном балкам; 1 – прогоны; 2 – балки; I–IV – места возможных рабочих швов • в местах образования рабочих швов установить щиты или деревянные рейки (доски) с прорезями для арматуры; • удалить цементную пленку водной или воздушной струей, механическими щетками или пескоструйными аппаратами; • выполнить насечку бетона, промыть или очистить сжатым воздухом; • покрыть слоем цементного раствора толщиной 1,5–2,0 мм. 10.4.7. Бетонирование конструкций Технологические способы бетонирования назначают в зависимости от типов конструкций и требований к ним, а также от 260 10.4. Бетонные работы состава применяемой бетонной смеси, типа опалубки, способов подачи бетонной смеси к месту укладки. В зависимости от объема и глубины заложения фундаменты бетонируют по следующим схемам: • с разгрузкой бетонной смеси из транспортного средства непосредственно в опалубку; • с помощью виброжелобов, вибропитателей, бетоноукладчиков; • с использованием бетононасосов; • бадьями с помощью кранов. В ступенчатые фундаменты высотой до 3 м и площадью нижней ступени до 6 м2 смесь подают через верхний урез опалубки (рис. 10.26, а), принимая меры против смещения арматуры, анкерных болтов, закладных деталей. При виброуплотнении внутренние вибраторы погружают в бетонную смесь через открытые грани нижних ступеней по направлению к центру фундамента. Аналогично выполняют уплотнение двух-трех ступеней, после чего их заглаживают. При высоте ступенчатых фундаментов более 3 м и площадью нижней ступени более 6 м2 порции бетонной смеси подают в нижние ступени. Затем бетонную смесь загружают через приемную воронку и звеньевые хоботы в верхний урез опалубки (рис. 10.26, б). 2 9 2 8 3 а 4 5 6 2 5 Более 3 м 1 Более 3 м До 3 м 3 1 5 4 7 6 б Рис. 10.26. Схема бетонирования ступенчатых фундаментов: а – высотой до 3 м; б – высотой более 3 м; 1 – каркас опалубки; 2 – поворотная бадья; 3 – рабочий настил; 4 – опалубка стены; 5 – внутренний вибратор; 6 – опалубка ступени; 7 – хобот; 8 – приемная воронка; 9 – резинотканевый шланг 261 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Массивные фундаменты, воспринимающие динамические нагрузки, бетонируют непрерывно. Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями (0,3–0,4 м), уплотняют внутренними вибраторами (густоармированные конструкции), малоармированные конструкции уплотняют пакетными вибраторами с использованием кранов, а бетонную смесь при этом подают слоями в 1–2 м. Бетонирование стен и перегородок осуществляют следующим образом. При высоте стен до 3 м бетонную смесь загружают непосредственно в опалубку, при высоте более 3 м – через воронки по звеньевым хоботам (рис. 10.27). Стены бетонируют горизонтальными слоями толщиной 0,3–0,4 м. При длине стен более 20 м их делят на участки по 7–10 м и разделяют опалубкой. 5 2,5–3,0 1 Более 0,35 м 4 0,4 м Более 3 м 2 10–12 м Более 3 м 3 2 До 0,35 м 6 До 0,35 м а б в Рис. 10.27. Схема бетонирования стен: а – послойное бетонирование; б – бетонирование высоких и густоармированных стен с наращиванием опалубки; в – бетонирование через карманы; 1 – опалубка; 2 – хобот; 3 – бадья; 4 – разделительная опалубка в рабочем шве; 5 – арматурный каркас; 6 – карман В тонких густоармированных стенах (перегородках) при их толщине до 0,35 м бетонирование выполняют ярусами высотой до 1,5 м. При этом опалубку возводят с одной стороны на всю высоту, а с другой – на высоту яруса. Арматуру устанавливают на всю высоту. Бетонную смесь подают и уплотняют вибраторами со стороны низкой опалубки. После бетонирования опалубку наращивают на высоту следующего яруса. Если поярусно установить опалубку невозможно, бетонную смесь в тонкие стены подают через специальные окна или карманы. 262 10.4. Бетонные работы Бетонирование колонн осуществляют с навесных подмостей или шарнирно-панельных подмостей каменщика. При высоте колонн до 5 м со стороной сечения до 0,8 м, не имеющих перекрещивающихся хомутов, их бетонируют сразу на всю высоту (рис. 10.28, а). При большей высоте колонн бетонную смесь загружают сверху. Устраивают перерывы в бетонировании, продолжительностью не менее 40 мин и не более 2 ч, необходимые для осадки бетонной смеси. Бетонную смесь подают через воронки по хоботам (рис. 10.28, б). Высокие и густоармированные колонны с перекрещивающимися хомутами бетонируют ярусами до 2 м. Бетонную смесь при этом загружают через окна в опалубке или карманы (рис. 10.28, в). 2 3 6 5 4 До 0,8 м а 2 7 Более 5 м До 5 м 1 2 б 2 Более 0,8 м 8 Более 5 м 10 9 11 7 в Рис. 10.28. Схема бетонирования колонн: а – сверху; б – через виброхобот; в – через карманы; 1 – опалубка; 2 – бадья; 3 – гибкий шланг вибратора; 4 – глубинный вибратор; 5 – хобот; 6 – воронка; 7 – наружный вибратор; 8 – приемный карман; 9 – мотор вибратора; 10 – съемный щит; 11 – карман 263 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Балки и плиты, монолитно связанные с колоннами и стенами, бетонируют через 1–2 ч после укладки бетонной смеси в вертикальные конструкции. Это необходимо для первоначальной осадки уложенной в них бетонной смеси. Балки и ребристые перекрытия бетонируют одновременно. Балки высотой более 80 см можно бетонировать независимо от плиты слоями 30–40 см с уплотнением внутренними вибраторами. Плиты толщиной до 0,25 м бетонируют сразу на всю ширину с уплотнением поверхностными вибраторами, при большей толщине – внутренними. При этом толщину бетонной смеси плит перекрытия контролируют стержневым шаблоном. Поверхность разравнивают деревянной гладилкой. Арки и своды пролетами до 20 м бетонируют одновременно с двух сторон – от краев к центру. 10.4.8. Специальные методы бетонирования В практике строительства наиболее широко зарекомендовали себя такие специальные методы бетонирования, как торкретирование бетона, вакуумирование, подводное бетонирование. Торкретирование. Это нанесение на поверхность конструкций под давлением сжатого воздуха одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора (торкрета) или бетонной смеси. Торкретированием можно создавать тонкостенные конструкции из бетона, применяя соответствующую опалубку; наносить бетон на криволинейные поверхности (арки, своды, опоры мостов). Также его применяют для устройства гидроизоляции, замоноличивания швов при ремонтных работах и др. Торкрет наносят торкрет-установкой. Существуют два способа токретирования – сухое и мокрое. При сухом торкретировании (рис. 10.29, а) сухую бетонную смесь (песок, цемент, порошкообразные добавки) загружают в бункер, куда после пуска торкрет-установки подают сжатый воздух от компрессора, а по другому трубопроводу – воду. В разреженном потоке состав подают в сопло, где происходит его смешивание с водой или водным раствором добавок. Под большим давлением сжатого воздуха (0,1–0,35 МПа) и с большой скоростью (до 170 м/с) смесь готового раствора выбрасывается из сопла и плотно прилипает к поверхности. Из-за большой скорости из264 10.4. Бетонные работы быток химически несвязной воды при нанесении удаляется, слой бетона наращивается, самоуплотняется. 2 3 4 Сухая смесь Сжатый воздух 1 5 а 1 8 С ж ат ы возд у хй 7 6 10 9 Готовая смесь 3 4 б Рис. 10.29. Схема торкретирования бетона: а – сухим способом; б – мокрым способом; 1 – компрессор; 2 – цемент-пушка; 3 – сопло; 4 – поверхность стены; 5 – водяной бак; 6 – скиповый подъемник; 7 – растворосмеситель; 8 – вибросито; 9 – смесительная камера; 10 – растворонасос Торкретирование необходимо выполнять в соответствии с проектом: в один или несколько слоев толщиной 3–5 см. Последующие слои наносят с перерывом для того, чтобы не произошло повреждение предыдущего слоя. Длительность перерыва устанавливает лаборатория. Он может составлять 1–2 ч или даже 1 сут. Полученный плотный бетон обладает низкой водонепроницаемостью и высокой прочностью. При мокром торкретировании (рис. 10.29, б) готовую бетонную смесь подают по шлангу в сопло к месту укладки. По другой магистрали в сопло подают сжатый воздух, который, придавая ускорение бетонной смеси, увлекает ее на стену. Преимуществом мокрого торкретирования является то, что при его применении получают более однородный состав бетона; 265 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы на стенах остается 85 % бетона, при сухом – 60–70 %. Кроме того, мокрый способ – более экологичный, так как образуется меньше пыли. Преимуществом метода торкретирования в целом является то, что при относительно небольшой толщине слоев токрет-бетона можно получить достаточно прочную конструкцию с плотным и водонепроницаемым слоем бетона (раствора). При этом достигают значительной экономии цемента и небольшой массы конструкции. Наглядный процесс торкретирования представлен на рисунке 45, вклейка. Подводное бетонирование. Это укладка бетонной смеси под водой без водоотлива. Применяют для бетонирования опор мостов, днищ колодцев и других конструкций на глубине 1,5–50,0 м. Метод вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) (рис. 10.30, а) должен обеспечивать непрерывную подачу бетонной смеси. Вертикально устанавливают трубы диаметром 200– 300 мм с загрузочной воронкой, собранные из звеньев длиной до 1 м с водонепроницаемыми неразъемными соединениями. Трубы располагают на рабочем настиле, который удерживается на пространственной опалубке или сваях с шагом 11 м. Труба не должна доходить до дна водоема, но должна быть постоянно погружена в бетонную смесь на глубину 0,8–1,5 м, чтобы не происходил размыв бетонной смеси. В трубу с помощью плавучих кранов или бетононасосов, расположенных на барже, загружают бетонную смесь. По мере бетонирования конструкции верхние звенья демонтируют, а трубу поднимают. Верхний слой бетона, который контактирует с водой, будет размыт, но его удаляют по окончании бетонирования. В связи с этим конструкцию бетонируют на высоту 15–20 см выше проектной отметки. Удаление верхнего слоя выполняют при достижении бетоном прочности 2,0–2,5 МПа. Метод восходящего раствора (ВР) применяется при глубине до 20 м и бывает безнапорным и напорным (рис. 10.30, б). При безнапорном методе в бетонируемом блоке размещают шахту с решетчатыми стенками, в которую на всю глубину устанавливают стальную трубу диаметром 37–100 мм, состоящую из звеньев длиной около 1 м. В полость блока засыпают щебень 266 10.4. Бетонные работы или каменную наброску. Сверху через трубу подают цементный раствор в соотношении 1:1; 1:2. Раствор вытекает из трубы, растекается в шахте и, постепенно поднимаясь, заполняет пустоты в заполнителе. Чтобы раствор свободно растекался и обволакивал камни, песок для заполнителя должен быть мелким (до 2,5 мм), подвижность раствора – около 12–15 см. Далее технология аналогична методу ВПТ. 2 2 0,8 м 1 а До 6 м 11 м 11 м До 6 м 7 5 2 6 1 4 4 3 б До 1,5 м 3м 3м 3м До 1,5 м Рис. 10.30. Схема подводного бетонирования: а – методом вертикально перемещающейся трубы; б – методом восходящего раствора; 1 – ограждение; 2 – труба; 3 – каменисто-щебеночная отсыпка; 4 – раствор (бетонная смесь); 5 – шахта; 6 – лебедка; 7 – растворонасос При глубине бетонирования от 20 до 50 м, а также при усилении конструкций заливку щебеночного заполнителя выполняют раствором без песка. При напорном методе трубы устанавливают без шахт в каменном или щебеночном заполнителе. Раствор нагнетают под давлением с помощью растворонасоса или пневмонагнетателя. Радиус действия составляет не более 3 м при заливке каменного заполнителя и 2 м – щебеночного. 267 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Вакуумирование. Это процесс удаления из бетонной смеси свободной воды при помощи разреженного воздуха. В результате повышается конечная прочность бетона на 20–25 % и уменьшается пластическая усадка. За счет большой плотности вакуумированного бетона повышаются его водонепроницаемость, морозостойкость и сопротивление истираемости. Уплотнение бетона оказывается настолько высоким, что распалубливание ускоряется в 1,5–2,0 раза, а по свежеуложенному бетону можно ходить. При бетонировании горизонтальных поверхностей применяют вакуум-щиты или вакуум-маты, вертикальных – вакуум-опалубку (рис. 10.31). 2 1 3 5 а 2 1 6 4 9 2 10 7 8 14 11 16 б 15 12 15 4 г 18 4 18 4 17 ∼300 ∼300 13 в ∼1000 Рис. 10.31. Схемы оборудования для вакуумирования бетона: а – конструктивная схема вакуум-щита; б – схема устройства вакуум-полости; в – конструктивная схема вакуум-мата; г – схема вакуум-установки и вакуумирования бетона плит и стен; 1 – щит-опалубка; 2 – штуцер; 3 – резиновый фартук; 4 – вакуум-полость; 5 – герметизирующий замок; 6 – плетеная сетка; 7 – тканая сетка; 8 – фильтровальная ткань; 9 – верхний элемент; 10 – отсасывающий шланг; 11 – нижний элемент; 12 – вакуум-насос; 13 – ресивер; 14 – водосборник; 15 – гибкий всасывающий рукав; 16 – коллектор; 17 – вакуум-опалубка; 18 – вакуум-щит Конструктивно вакуум-щит представляет собой герметичный короб размером в плане 100 × 125 см. Верхнее покрытие щита выполнено из стали, водостойкой фанеры или стеклопластика. Снизу щит оборудован вакуум-полостью, непосредственно со268 10.5. Уход за бетоном прикасающейся с бетоном. Полость создают прокладкой двух слоев металлической тканой и плетеной сетки, прикрепляемых на внутренней поверхности опалубки. Во избежание уноса из бетонной смеси цементных частиц нижняя поверхность щита выполнена из фильтрующей ткани (бязь, полотно). Удаленные из бетонной смеси вода и воздух поступают через отверстие в центре вакуум-полости в трехходовой кран, далее – в гибкий всасывающий рукав, соединенный с коллектором, затем – в водосборники. По окончании вакуумирования поверхность дополнительно вибрируют, в результате в ней устраняется пористость, которая возникает в процессе вакуумирования. Вакуумирование применяют обычно при бетонировании высокопрочных полов (рис. 10.32), а также перекрытий и других горизонтальных поверхностей. Реже таким методом бетонируют вертикальные поверхности: стены, колонны. Распределение бетонной смеси Уплотнение бетонной смеси Вакуумирование Затирка бетонной поверхности Шлифовка бетонной поверхности Рис. 10.32. Бетонирование полов методом вакуумирования 10.5. УХОД ЗА БЕТОНОМ Для обеспечения качественного набора прочности бетоном в начальный период его твердения необходимо проводить ряд дополнительных мероприятий, связанных с уходом за бетоном. Уход за бетоном должен обеспечить поддержание необходимых температурно-влажностных условий и оптимальную ско269 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы рость набора прочности бетоном, предохранение от механических повреждений. При уменьшении содержания воды в бетоне нарушаются физико-химические реакции взаимодействия компонентов. Набор прочности бетоном замедляется или прекращается вообще, а это способствует появлению на поверхности конструкции мелких трещин, при этом прочность бетона снижается на 15–40 %. Во избежание высыхания открытых поверхностей монолитных конструкций и снижения риска образования усадочных трещин уход за бетоном следует начинать сразу после укладки смеси. Требования по уходу за бетоном приведены в таблице 10.4. Таблица 10.4 Виды и режимы ухода за бетоном монолитных конструкций Показатель Вид ухода Материалы ухода Режим ухода 270 Температура окружающей среды от 5 от 15 до 25 ° С до 5 С свыше 25 ° С до 15 ° С вкл. вкл. Укрытие ВлажностВлажностный Влажностный теплоизоля- ный уход уход с укрытием уход с укрытием ционными влагоемкими влагоемкими материили пленочными или пленочными алами материалами. материалами. Нанесение Нанесение пленкообразупленкообразуюющих составов щих составов ПенопоПолиэтилено- ПолиэтилеПолиэтиленовая лиэтилен вая пленка, новая пленка, пленка, брезент, («Этафом») брезент брезент, пленпленкообразуи другие кообразующие ющие составы теплосоставы «Sika», «Sika», «Staизоля«Stahema» и др. hema» и др. ционные материалы Укрытие Влажностный Влажностный Влажностный после уход 2 раза в уход 1–2 раза уход 3–4 раза отделки сутки в тече- в сутки до распа- в сутки до распаповерхние 5–6 дней лубки с дальлубки с дальнейности и нейшим нанесе- шим нанесением выдернием эмульсии эмульсии пленкоживание до пленкообразуобразующих достижения ющих составов составов ° 10.6. Распалубливание конструкций Окончание табл. 10.4 Показатель до 5 ° С распалубочной прочности бетона Температура окружающей среды от 5 от 15 до 25 ° С свыше 25 ° С до 15 ° С вкл. вкл. на поверхность на поверхность элемента. Расэлемента. Расход эмульсии – ход эмульсии – 0,15–0,2 кг на 0,15–0,2 кг на 1 м2 поверхности 1 м2 поверхности Влажностный уход должен начаться через 2–12 ч в зависимости от вида цемента, температуры внешней среды, водоцементного отношения, наличия добавок. Поливку выполняют струей воды из брандсбойта, подключенного к сети временного водоснабжения. Вода должна соответствовать требованиям, предъявляемым к воде для затворения бетонной смеси. Для предохранения от механического воздействия движение людей по свежеуложенным конструкциям допускается лишь после достижения бетоном прочности более 1,5 МПа; движение транспорта и бетоноукладочных машин – после достижения бетоном прочности, предусмотренной ППР. Во время твердения бетон не должен подвергаться воздействию вибрации и сотрясений. 10.6. РАСПАЛУБЛИВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ Как только бетон достигает прочности, при которой может быть обеспечена сохранность поверхностей и граней, опалубку снимают, т. е. конструкцию распалубливают. Решение о распалубке следует принимать по результатам испытания контрольных образцов или по результатам определения прочности забетонированной конструкции неразрушающими методами. Распалубочная прочность монолитных конструкций должна быть установлена в проектной документации. Для различных конструкций она составляет от проектной: • для плит пролетом до 2 м – 50 %; • для плит, балок, сводов и прогонов 2–6 м…… – 70 %; • для несущих конструкций пролетом более 6 м – 80 %. 271 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Минимальная прочность бетона незагруженных монолитных участков при распалубке вертикальных поверхностей должна составлять 0,2–0,3 МПа. Обычно это не ранее чем через 7–14 сут в летних условиях. Сокращения сроков выдерживания бетона и более ранней распалубки достигают за счет применения быстротвердеющих цементов, вибровакуумирования, термообработки бетона или использования технологии ранней распалубки (для монолитных перекрытий), которая будет описана ниже. При распалубке конструкций необходимо соблюдать ряд требований: сохранить опалубку для повторного применения, избежать повреждений забетонированных конструкций, обеспечить безопасные условия при ее снятии. Демонтаж опалубки выполняют согласно ППР, в последовательности, обратной монтажу, соблюдая следующие правила: • перед снятием несущих элементов опалубки необходимо сначала ослабить опорные домкраты или парные клинья, а затем снимать элементы опалубки, наблюдая за состоянием конструкции и опалубки; • опоры, поддерживающие опалубку длинномерных конструкций, снимают одновременно по всей длине элемента; • под всеми балками и прогонами нижележащего перекрытия пролетом более 4 м рекомендуется оставлять стойки безопасности с расстоянием между ними не более 3 м; • опорные стойки остальных нижележащих перекрытий разрешается удалять полностью лишь при достижении бетоном проектной прочности; • применение монтажного крана, лома, кувалды для отрыва опалубки от бетона запрещается. Демонтаж опалубки перекрытий осуществляют в следующем порядке: • отвинчивают регулировочные муфты телескопических стоек и опускают верхние выдвигаемые части на 40–80 мм; • отрывают распределительные балки от фанеры; • отрывают фанеру от бетона; • снимают поочередно фанеру, балки, стойки и треноги; • опалубочные элементы перевозят на тележке или переносят вручную в зону действия крана и подают на новую захватку. После использования опалубка должна очищаться от цементного раствора и остатков бетона скребками и щетками. Палубу 272 10.6. Распалубливание конструкций из водостойкой ламинированной фанеры очищают скребками с резиновыми или пластмассовыми насадками. Технология ранней распалубки монолитных перекрытий разработана для ускоренного возведения каркасных зданий с монолитными перекрытиями. Данный метод предусматривает снятие опалубки при прочности бетона 50–60 % от проектной с одновременным переопиранием плит страховочными подпорками на нижний ярус. В качестве страховочных подпорок обычно применяют отдельные телескопические стойки. При высоте перекрытия более 3 м рекомендуется применять двухъярусные опорные башни. Схема установки страховочных подпорок и подпорок представлена на рисунке 10.33. 1 1 2 2 а 1 2 б Рис. 10.33. Схема установки страховочных подпорок и подпорок: а – из телескопических стоек; б – из опорных башен; 1 – страховочная подпорка; 2 – подпорка 273 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Страховочные подпорки плотно устанавливают под бетонную плиту после распалубки небольшой площади, не позволяя плите прогибаться или держать собственную массу. При недостаточной несущей способности нижележащей плиты производят ее переопирание страховочными подпорками на достаточное количество других этажей. Демонтировать подпорки или страховочные подпорки допускается тогда, когда монолитная плита, которую они подпирают, будет способна воспринимать все нагрузки. 10.7. СМАЗКА ОПАЛУБКИ Для того чтобы бетон не приклеился к опалубке и тем самым облегчить процесс ее снятия, а также в целях сохранения качества лицевой поверхности конструкций выполняют обработку опалубки специальными составами. Для этого используют различные, уже готовые к употреблению, смазки и полимерные покрытия. Смазки для опалубки должны иметь следующие свойства: • обладать хорошей адгезией к материалу палубы и плохой – к бетону; • не смываться дождем; • не вызывать коррозию стальных элементов опалубки; • не разрушать поверхностную пленку фанерной палубы и материал палубы из пластика; • создавать равномерную тонкую пленку на палубе и не терять своих свойств при высыхании; • не растворяться в воде, не окрашивать и не оставлять пятен на лицевой поверхности бетона; • не замерзать и не терять своих свойств при отрицательных температурах; • быть безвредными для организма человека (без запаха, безвредными для кожи и глаз, не вызывать аллергию, не содержать канцерогенных веществ); • быть взрыво- и пожаробезопасными; • легко наноситься. 274 10.8. Особенности возведения высотных зданий из монолитного железобетона Составы равномерно наносят на палубу тонким слоем пульверизатором при давлении 0,3–1,0 МПа. Попадание смазки на арматуру и бетон рабочего шва не допускается. После использования опалубка должна очищаться от цементного раствора и остатков бетона скребками и щетками. Палубу из водостойкой ламинированной фанеры очищают скребками с резиновыми или пластмассовыми насадками. Запрещено применять для очистки элементов опалубки инструменты ударного действия. 10.8. ОСОБЕННОСТИ ВОЗВЕДЕНИЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА По технологии возведения высотные здания являются более сложными, поэтому при выборе методов производства работ требуются совсем другие подходы. Это касается конструкции опалубочных систем, применяемых машин и механизмов, методов бетонирования, состава бетонной смеси. В Республике Беларусь высотное здание – многоэтажное здание жилого назначения высотой 75–100 м включительно, общественного и многофункционального назначения высотой 50– 200 м включительно. Опалубочные работы. При возведении зданий высотой до 25 этажей допускается применение любых типов опалубки (описаны в подп. 10.2.3), при высоте более 25 этажей следует применять специальные опалубки: • подъемно-переставную; • самоподъемную; • самодвижущуюся опалубочную платформу. Подъемно-переставная опалубка должна включать наружные и внутренние опалубочные панели, навесные подмости для бетонирования, рабочие и нижние подмости (рис. 10.34). В комплекте подъемно-переставной опалубки можно использовать любую инвентарную опалубочную систему, предназначенную для возведения монолитных стен. 275 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы 1 2 3 6 4 5 Рис. 10.34. Схема устройства подъемнопереставной опалубки наружных стен: 1 – наружная опалубочная панель; 2 – внутренняя опалубочная панель; 3 – навесные подмости; 4 – монолитные конструкции; 5 – нижние подмости; 6 – рабочие подмости Перемещение опалубки по высоте производят по направляющим балкам с помощью грузоподъемного крана в следующем порядке: • демонтируют внутренние опалубочные панели; • отрывают наружные опалубочные панели от стены на расстояние 20–40 см; • с помощью грузоподъемного крана блок опалубки по направляющим балкам поднимают на следующую захватку. Направляющая балка перемещается вверх между гравитационными механизмами. При переходе на следующую захватку гравитационный механизм надежно фиксирует блок опалубки на требуемой отметке; • армируют конструкцию; • монтируют наружные опалубочные панели; • при необходимости монтируют оконные проемообразователи; • монтируют внутренние опалубочные панели; • бетонируют конструкцию. 276 10.8. Особенности возведения высотных зданий из монолитного железобетона Самоподъемную опалубку используют для возведения наружных стен и ядер жесткости – шахт лифтов, лестничных клеток (рис. 10.35). Самоподъемная опалубка автоматически передвигается вверх гидравлической системой независимо от работы грузоподъемного крана. Скорость перемещения – до 20 см/мин. Высота опалубливаемого участка – до 5,5 м. 1 2 9 8 7 Рис. 10.35. Схема устройства самоподъемной опалубки: 1 – наружная опалубочная панель; 2 – подмости для бетонирования; 3 – рабочие подмости; 4 – нижние подмости; 5 – монолитная стена; 6 – навесной башмак с гравитационным механизмом; 7 – гидравлический домкрат; 8 – направляющие балки; 9 – анкер 6 3 4 5 Самоподъемная опалубочная система включает следующие основные элементы: • внутренние и наружные панели опалубки стен; • навесные подмости для бетонирования; • рабочие и нижние подмости; • рабочую площадку с самофиксирующимися упорами; • дверные и оконные проемообразователи; • гидравлическую подъемную систему; • направляющие балки и анкерные механизмы; • рихтующий передвижной узел. 277 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Дополнительно самоподъемная опалубка может быть укомплектована подмостями для арматурных работ. Подобная система подмостей позволяет одновременно вести работы на нескольких уровнях и армирование выполнять с опережением. Она характеризуется максимальной безопасностью за счет того, что закрыта со всех сторон. Самодвижущаяся опалубочная платформа (рис. 46, вклейка) служит для бетонирования ядер жесткости, стен и перекрытий. Самодвижущаяся опалубочная платформа состоит из опалубки, рабочих площадок и площадок для складирования. Она поднимается по высоте на следующую захватку гидравлическими цилиндрами. Опираясь на уже построенные этажи, система движется вверх по специальным рельсам. Рельсы, как и вся конструкция, автоматически поднимаются на новый уровень. Насосную станцию гидравлического оборудования располагают непосредственно на платформе и устраивают в закрытой кабине. Для выполнения работ при неблагоприятной погоде и максимальной безопасности труда опалубочная платформа может быть полностью закрытой. При высотном строительстве из монолитного железобетона выполнение арматурных работ допускается после геодезической приемки опалубки. Для соединения арматуры в построечных условиях следует применять бессварочные стыковые соединения высоких классов прочности с использованием втулок, муфт, опрессованных обойм, а также арматурную вязку. Производство сварочных работ необходимо сводить к минимуму, так как при этом повреждается поверхность палубы, что снижает качество лицевой поверхности бетона. Сварка разрешается только для арматурных сталей, которые по ТНПА являются свариваемыми. Организация транспортирования бетонной смеси должна обеспечивать непрерывную работу бетононасосов при ее укладке. Транспортировать бетонные смеси следует только автобетоносмесителями. Необходимо предусматривать дублирующие варианты доставки бетонных смесей на строительный объект. В связи с этим допускается приготовление бетонных смесей на приобъектных бетоносмесительных узлах. 278 10.8. Особенности возведения высотных зданий из монолитного железобетона Подачу бетонной смеси необходимо осуществлять бетононасосами и бетонораспределительными стрелами (рис. 10.36), других грузов – грузовыми и грузопассажирскими подъемниками и кранами. Для уменьшения количества грузоподъемных кранов следует использовать самоподъемную или подъемно-переставную опалубку, которые значительно сокращают затраты кранового времени. 5 4 Рис. 10.36. Схема бетонирования высотного здания бетононасосом: 1 – автобетоносмеситель; 2 – бетононасос; 3 – бетоновод; 4 – автономная распределительная стрела; 5 – самоподъемный кран 3 2 1 В целях достижения высоких показателей удобоукладываемости бетонной смеси при высоких классах бетона в высотных зданиях необходимо применять различные химические добавки. К ним относят пластификаторы, замедлители потери подвижности бетонной смеси, ускорители набора прочности и модификаторы вязкости бетонной смеси. Консистенция подобранной бетонной смеси должна обеспечивать перекачивание ее на максимальное расстояние без расслоения и образования пробок в трубопроводе. Для бетонирования высотных зданий рекомендуется применять самоуплотняющиеся бетонные смеси, которые должны укладываться в опалубку без вибрации, приводящей к расслоению смеси. 279 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Механизм работы СУБС обеспечивается добавлением суперпластификаторов, которые, обволакивая цементные зерна, сообщают им отрицательный заряд. Зерна отталкиваются друг от друга, а бетон растекается без вибрации. В связи с тем что под действием собственной массы СУБС растекается в опалубке, перед укладкой смеси следует тщательно проверять герметичность и закрепление опалубки, соответствие арматуры проектному положению. Скорость укладки СУБС должна соответствовать допускаемой нагрузке на опалубку при заданных ее отклонениях. Также следует учитывать вибрации, создаваемые расположенным рядом оборудованием. Для ускоренного возведения монолитных каркасов применяют технологию ранней распалубки монолитных конструкций. Сущность ее была описана в пункте 10.6. Работу при возведении высотных зданий ведут круглосуточно. Для контроля качества монолитных конструкций необходимо наличие на объекте строительной лаборатории. 10.9. БЕТОНИРОВАНИЕ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ 10.9.1. Общие положения Зимние условия производства работ характеризуются бетонированием конструкций при среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °С и минимальной суточной температуре ниже 0 °С. Наиболее благоприятный режим твердения бетонной смеси при температуре 15–20 ° С. При этом бетонная смесь набирает марочную прочность через 28 сут. В условиях пониженных температур процесс гидратации цемента с водой замедляется или прекращается вовсе и бетон твердеет за счет замерзания воды, а не за счет протекания физико-химических реакций. В результате бетонная смесь увеличивается в объеме до 9 %. После оттаивания процесс твердения возобновляется, однако бетонная смесь не набирает необходимую проектную прочность и качество конструкции будет недостаточным. Важная задача при производстве бетонных работ в зимних условиях – не допустить преждевременное замерзание бетон280 10.9. Бетонирование в зимнее время ной смеси. С этой целью выполнение работ должно осуществляться методами, обеспечивающими твердение бетона в заданные сроки до необходимой прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и других свойств. Данные свойства бетона будут гарантированы, если до замерзания он наберет минимально допустимую величину прочности, которую называют критической. Критическую прочность назначают в зависимости от класса бетона, вида конструкции, предполагаемых на нее нагрузок. Так, для конструкций, подвергающихся атмосферным воздействиям в процессе эксплуатации, с бетонами без противоморозных добавок и определенных классов критическая прочность должна быть не менее: • С8/10 – 50 %; • от С12/15 до С20/25 – 40 %; • С25/30 и выше – 30 %; • в преднапряженных конструкциях – 80 %. Для конструкций, подвергающихся сразу же действию нагрузок (подпорные стенки, резервуары), критическая прочность должна быть не менее 100 % проектной. Для достижения бетоном критической прочности в зимнее время применяют безобогревные методы, искусственный прогрев бетона или же сочетание этих методов. 10.9.2. Безобогревные методы К безобогревным методам относят: • метод «термоса»; • использование химических добавок. Метод «термоса». Сущность его основана на использовании тепла, выделяемого в результате реакции взаимодействия компонентов бетонной смеси. Экзотермическая реакция происходит благодаря подогреву компонентов бетонной смеси в процессе ее приготовления. В целях сохранения тепла опалубку укрывают теплоизоляционными материалами, контролируя степень остывания конструкции. При этом количество теплоты, образуемое при выделении бетонной смесью, должно быть не меньше количества теплоты, которое она отдает в окружающую среду. 281 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Скорость остывания бетона зависит от степени массивности конструкции и характеризуется модулем поверхности: Мп = F / V, где Мп – показатель модуля поверхности; F – суммарная площадь охлаждаемой конструкции; V – объем уложенной бетонной смеси. Метод «термоса» применяют для конструкций с модулем поверхности 6–8. Область применения данного метода можно расширить, если предварительно выполнить электроразогрев бетонной смеси перед ее укладкой. При этом ее разгружают в бадьи, оборудованные электродами, и присоединяют к источнику переменного тока с напряжением 220–380 В (бадьи заземляют). В этом случае уже можно применять метод «термоса» с модулем поверхности 10–12. Это так называемый метод «горячего термоса». Бетонирование с использованием добавок. Химическими добавками являются ускорители твердения и противоморозные добавки. Ускорители твердения – хлорид кальция, хлорид натрия, нитрит натрия. Их наличие составляет 0,5–2,0 % массы цемента. Они не понижают температуру замерзания бетонной смеси, а обеспечивают ускорение ее твердения в начальный период схватывания (1–3 сут). Прирост прочности бетона с некоторыми пластифицирующими добавками в суточном возрасте может составить до 75 % прочности бетона без добавок. Если выполнять разогрев бетонной смеси с ускорителями твердения в течение 1–2 ч до температуры 50—70 °С, то за 4–8 ч твердения обеспечивается достижение бетоном 50–70 % прочности от проектной. Противоморозные добавки – хлорид натрия, хлорид кальция, поташ и др. Их наличие составляет 3–15 % массы цемента. При использовании противоморозных добавок понижается температура замерзания бетонной смеси и увеличивается срок ее твердения при отрицательных температурах. Химические добавки вводят в бетонную смесь в виде водных растворов, которые получают смешиванием концентрированных растворов добавок с водой. Подают в бетоносмеситель через дозатор для воды. Применение химических добавок имеет некоторые ограничения в зависимости от температуры наружного воздуха, назначения конструкции, вида арматурной стали. 282 10.9. Бетонирование в зимнее время 10.9.3. Искусственный прогрев бетона Сущность метода заключается в повышении температуры уложенного бетона до максимально допустимой и поддержании ее в течение времени, пока бетон не наберет необходимую прочность. Для искусственного прогрева бетона применяют электроэнергию, пар, теплый воздух. При искусственном прогреве конструкций используют следующие методы: • электроподогрев бетона; • термоактивные (греющие) опалубки и покрытия; • предварительный электроразогрев бетонной смеси; • индукционный прогрев; • греющие провода; • инфракрасный нагрев; • паропрогрев; • бетонирование в тепляках. Электропрогрев бетона. Метод основан на использовании тепла, выделяющегося в свежеуложенном бетоне при прохождении по нему электрического тока. Для прогрева применяют только переменный ток, так как постоянный ток вызывает электролиз воды. Данный метод осуществляется с использованием электродного прогрева (изнутри) (рис. 10.37) и электрообогрева (снаружи). Применяют следующие виды электродов: • стержневые – в виде обрезков арматуры диаметром 6–10 мм на расстоянии 20–40 см друг от друга; • струнные из арматурной стали диаметром 6–12 мм и длиной до 3,5 м (для протяженных конструкций); • нашивные – в виде пластин шириной 20–50 мм (для плоских конструкций, располагаемые на внутренней стороне опалубки). Температура прогрева бетона в зависимости от вида конструкции должна составлять до 40–70 ° С. Открытые поверхности бетона монолитных перекрытий и других конструкций рекомендуется укрывать эффективным рулонным утеплителем этафомом, который укладывают непосредственно на выровненную поверхность бетона. Также применяют плитный пенополистирол, жесткие минеральные плиты, опилки и т. п. 283 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы 6 7 5 4 2 1 3 а б Рис. 10.37. Электропрогрев бетона: а – электрощитами; б – электродами; 1 – щиты с электродами; 2 – струнные электроды; 3 – крюки для временного крепления струнных электродов; 4 – стержневые электроды; 5 – плавающие электроды; 6 – толь; 7 – опилки Термоактивные (греющие) опалубки и покрытия. Применяют при возведении тонкостенных и среднемассивных конструкций, замоноличивании стыков и швов при температуре наружного воздуха до –40 ° С. Термоактивные опалубки состоят из многослойных щитов, которые оснащены нагревательными элементами и утеплены. Обогрев бетона таким способом не зависит от температуры наружного воздуха. В качестве нагревательных элементов применяют трубчатые электронагреватели (ТЭНы), греющие провода и кабели, гибкие тканевые ленты и др. Теплота через палубу щита передается в поверхностный слой бетона, а затем распространяется по всей его толщине. Термоактивные гибкие покрытия (ТАГП) применяют для обогрева монолитного бетона покрытий, бетонной подготовки, стыков между сборными конструкциями. Это легкие, гибкие устройства с углеродными ленточными нагревателями и проводами, которые обеспечивают нагрев до 500 ° С – термопласт (рис. 47, вклейка). Изготовляют покрытие путем горячего прессования пакета, состоящего из слоя листовой невулканизированной резины, 284 10.9. Бетонирование в зимнее время армирующих стеклотканевых прокладок, углеродных тканевых электронагревателей или проводов и утеплителя. Термоактивные гибкие покрытия можно изготовлять различных размеров, что позволяет их использовать как нагреватели термоактивной опалубки. Покрытие можно располагать на вертикальных, горизонтальных и наклонных конструкциях. Электропитание ТАГП осуществляют от понижающих трансформаторов напряжением 36–120 В. Как и щиты термоопалубки, ТАГП снабжены датчиками температуры с выводом показателей на пульт управления. Это позволяет оперативно контролировать режим прогрева. Предварительный электроразогрев бетонной смеси. Сущность метода заключается в быстром разогреве бетонной смеси в условиях строительной площадки. Через нее пропускают электрический ток и укладывают в утепленную опалубку. Это повышает тепловыделение цемента, и бетон достигает заданной прочности в процессе медленного остывания в опалубке. Предварительный электроразогрев бетонной смеси применяют в сочетании с производством бетонных работ методом «термоса», индукционным или инфракрасным методом. Продолжительность электроразогрева бетонной смеси до заданного уровня составляет 5–20 мин и более в зависимости от крупности заполнителя. Максимальная температура разогрева бетонной смеси не должна превышать 80–90 ° С. Бетонную смесь следует загружать в опалубку как можно быстрее. Время от момента окончания разогрева до окончания виброуплотнения не должно превышать 15 мин. Сразу после уплотнения открытую (неопалубленную) поверхность бетона укрывают влаго- и теплоизолирующим покрытием. Индукционный прогрев. Основан на использовании тепла, которое возникает в арматуре или металлической опалубке, если вокруг обогреваемой конструкции уложить витки изолированного провода и пропустить переменный ток 36–120 В. Такой метод применяют в конструкциях небольшого сечения с Мп > 5 и густой арматурой. Инфракрасный нагрев. Источником инфракрасных (тепловых) лучей служат ТЭНы мощностью 0,6–1,2 кВт с рабочим напряжением 127, 220 и 380 В, керамические стержневые излучатели диаметром 6…–50 мм, мощностью 1…–10 кВт, кварцевые трубчатые излучатели и другие средства. 285 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы Инфракрасные установки используют для прогрева конструкций, возводимых в скользящей опалубке, тонкостенных элементов стен, подготовки под полы, плитных конструкций. Для улучшения поглощения инфракрасного излучения поверхность опалубки покрывают черным матовым лаком. Температура на поверхности бетона не должна превышать 80–90 ° С. Инфракрасные установки располагают на таком расстоянии друг от друга, чтобы прогревалась вся поверхность бетона. Инфракрасный обогрев обеспечивает хорошее качество термообработки бетона при условии соблюдения теплового режима выдерживания. Паропрогрев. Выполняют с помощью паровых рубашек при невозможности использования электроэнергии. Паровые рубашки представляют собой нашитый на ребра опалубки второй паронепроницаемый слой опалубки. При этом образуется полость 12–15 см, куда под давлением подают пар. Бетонирование в тепляках. Метод основан на использовании теплого воздуха для обогрева бетона. В качестве укрытий применяют двухстенное ограждение с воздушной прослойкой – брезент, пленки, дощатые щиты. Для подогрева воздуха используют теплогенераторы, мощность которых подбирают с учетом температуры наружного воздуха и теплопотерь. Временные тепляки устраивают также с использованием проводов. В зимний период необходимы устройство временного обогреваемого помещения или тепляка, в котором располагают бетононасосную установку, утепление бетоновода, оснащение его защитными фартуками и принятие других мер с целью сохранить температуру бетонных смесей в процессе подачи и распределения. 10.10. БЕТОНИРОВАНИЕ В УСЛОВИЯХ СУХОГО И ЖАРКОГО КЛИМАТА Сухой и жаркий климат характеризуется температурой наружного воздуха 30–40 ° С, относительной влажностью 10–25 %, интенсивной солнечной радиацией и частыми ветрами. В таких условиях при бетонировании ускоряется реакция гидратации цемента с водой, происходят более быстрое обезвоживание бетонной смеси, ее тепловое расширение и пластическая усадка. 286 10.11. Контроль качества бетонных и железобетонных работ В результате в бетонной смеси развиваются явления, снижающие конечную прочность бетона на 50 % по сравнению с марочной. В связи с этим должны быть обеспечены заданные свойства бетона на каждом этапе выполнения работ, чтобы свести к минимуму обезвоживание бетонной смеси. В процессе приготовления бетонной смеси необходимо обеспечить следующие требования: • температуру бетонной смеси снижают до 25 ° С путем смачивания охлажденной водой заполнителей. Их обдувают, добавляя до 50 % льда к массе воды; • вводят пластифицирующие добавки (0,4–0,5 %), которые снижают водопотребность и уменьшают обезвоживание бетона; • в связи с потерей подвижности примерно в 1,5 раза увеличивают время перемешивания бетонной смеси. При транспортировании бетонной смеси и бетонировании: • кузова бетоновозов, бетоносмесителей должны иметь термоизоляцию, а дальность перевозки не должна превышать 10–15 км; • подавать бетонную смесь необходимо закрытым способом – бетононасосами, бадьями большой емкости. Не рекомендуется – ленточными конвейерами, виброжелобами; • бетонируют конструкции непрерывно; • при уходе за бетоном его укрывают, а продолжительность поливки увеличивают до 28 сут. 10.11. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РАБОТ Контроль качества работ при устройстве монолитных конструкций должен осуществляться на всех этапах: при входном, операционном и приемочном контроле. Входной контроль включает контроль качества поступающих на объект материалов и изделий: опалубки, бетонной смеси, арматурных элементов. Изготовитель должен сопровождать комплект опалубки паспортом с руководством по эксплуатации, в котором указывают наименование и адрес изготовителя, номер и дату выдачи паспорта, номенклатуру и количество элементов опалубки, дату изготовления опалубки, гарантийное обязательство, ведомость запасных частей. 287 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы При приемке опалубки следует проверять комплектность опалубки щитами и элементами креплений; наличие маркировки на изделиях; геометрические размеры сборочных элементов; состояние резьбовых соединений и лакокрасочного покрытия. При получении сопроводительных документов необходимы: • документ о качестве (паспорт), выданный заводом-изготовителем; • сертификат соответствия Национальной системы подтверждения соответствия Республики Беларусь; • техническое свидетельство Министерства архитектуры и строительства. Пробы бетонной смеси отбирают в соответствии с требованиями СТБ 1545. При операционном контроле осуществляют контроль качества: • подготовки основания; • установки опалубки; • армирования конструкций; • укладки и твердения бетона; • сроков распалубливания. Операционный контроль качества выполняют по Картам контроля технологических процессов, которые должны содержаться во всех технологических картах. При проверке основания проверяют соответствие отметки основания требованиям проекта; разметку мест установки опалубки (согласно ППР); состояние основания или ранее уложенного слоя бетона (отсутствие мусора, масел, грязи, снега, льда). При выполнении опалубочных работ проверяют состояние внутренней поверхности опалубки (отсутствие грязи, бетона, наличие смазки); перепады лицевой поверхности палубы (не более 1 мм); зазоры в стыковых соединениях (не более 2 мм); отклонение от вертикали плоскости щитов на всю высоту конструкции (для фундаментов не более 10 мм); отклонение рисок геометрических осей конструкции от рисок разбивочных осей (8 мм); устойчивость и неизменяемость положения опалубки при загрузке бетонной смесью; соответствие сборки опалубки чертежам, указанным в ППР. При армировании конструкций проверяют состояние арматуры и закладных деталей (наличие ржавчины, налипшего бетона, 288 10.12. Требования безопасности при производстве бетонных и железобетонных работ масла и т.д.); соответствие положения установленных арматурных изделий проектному – отклонение между рабочими стержнями не более 30 мм; отклонение толщины защитного слоя бетона от проектного. При бетонировании конструкций проверяют соблюдение технологической последовательности рабочих процессов; удобоукладываемость и расслоение бетонной смеси; соблюдение высоты свободного сбрасывания и толщину укладываемых слоев; шаг перестановки глубинных вибраторов и глубину их погружения, продолжительность вибрирования; правила устройства рабочих швов. При выдерживании бетона и распалубливании конструкций проверяют температурно-влажностный режим твердения бетона, прочность бетона при распалубке. При приемочном контроле проверяют внешний вид поверхности конструкций (отсутствие трещин, сколов бетона, отпечатков элементов опалубки); ровность поверхности; отклонение плоскостей от вертикали (теодолитом, отвесом) и горизонтали (нивелиром); геометрические размеры конструкции; расположение закладных деталей, отверстий и проемов; фактическую прочность бетона; качество применяемых в конструкции материалов и изделий. 10.12. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РАБОТ Безопасность труда при производстве бетонных работ предусматривают соблюдение следующих требований: • контроль закрепления лесов и подмостей; • опалубщики, работающие на высоте, снабжаются предохранительными поясами; • установку крупнощитовой опалубки выполняют только с помощью крана. При установке нескольких ярусов следят за устойчивостью и неизменяемостью закрепления предыдущих. При возведении стен необходимо с наружной и внутренней стороны устанавливать рабочие настилы шириной не менее 0,7 м, оборудованные ограждениями высотой не менее 1 м; 289 Глава 10. Бетонные и железобетонные работы • не должны одновременно выполняться работы на двух и более ярусах по одной вертикали без наличия защитных козырьков и настилов; • разборка опалубки допускается только после достижения бетоном заданной прочности и только с разрешения производителя работ, а в отдельных случаях – главного инженера; • распалубливание конструкций выполняют в последовательности, предусмотренной ППР. При этом необходимо исключать случайное падение элементов опалубки; • не допускается нахождение людей на расстоянии ближе 1 м от арматурных стержней, нагреваемых электротоком при предварительном натяжении арматуры; • при выполнении арматурных работ запрещается стоять и перемещаться на хомутах или стержнях конструкций; • все электросварочные установки должны быть закрыты кожухами и заземлены. Заземлять необходимо свариваемые конструкции и корпуса вибраторов; • запрещается помогать выгрузке бетонной смеси из барабана бетоносмесителя лопатой при включенном оборудовании; • очистку кузова автобетоновоза от остатков бетонной смеси производят на пунктах мойки машин на заводах товарного бетона; его очистка в условиях строительной площадки запрещается; • запрещается работать с неисправным механизмом открывания бадьи и с бадьей, не прошедшей испытание; • запрещается работа бетононасоса без выносных опор, работающий бетононасос должен быть заземлен; • работа бетононасоса должна начинаться с промывки водой; • зона, где производят прогрев бетона, должна ограждаться, а в ночное время освещаться; • рукоятки вибраторов должны иметь амортизаторы, а рабочий должен быть в резиновых перчатках и резиновых сапогах; • не допускается касание вибратором арматуры в процессе уплотнения бетонной смеси; • длительное воздействие вибрационного инструмента может стать причиной вибрационной болезни, поэтому необходимо применять вибраторы с параметрами вибрации в пределах санитарных норм. Непрерывное воздействие вибрации должно быть не более 15–20 мин. Рабочие должны иметь дополнительные перерывы. Лица, страдающие некоторыми болезнями, к работе, связанной с вибрацией, не допускаются. 290 ГЛАВА 11. МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 11.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Монтаж строительных конструкций – это комплексно-механизированный процесс поточной сборки зданий и сооружений из конструкций, деталей и узлов заводского изготовления. Перенесение значительной части строительных процессов в заводские условия позволяет улучшить и облегчить условия труда на строительной площадке, сократить затраты, повысить качество строительной продукции. Монтаж является ведущим технологическим процессом строительного производства. Этому способствуют широко развитая индустриальная база по производству сборных конструкций, современные достижения в области механизации и технологии строительного производства, инновационные технологии в области производства современных материалов и изделий. Монтажная технологичность строительных конструкций – это степень их приспособленности к перевозке, складированию и собственно монтажу с минимальными затратами труда, времени, материальных ресурсов. Основные принципы монтажной технологичности: • равномассность монтажных элементов; • высокая заводская готовность и рациональное укрупнение конструкций; • точность изготовления конструкций, применение самофиксирующих стыковых соединений. Равномассность характеризуется коэффициентом (степенью равномассности), который равен отношению средней массы элементов к максимальной: Ср = Мср / Мmax, (11.1) где Ср – степень равномассности сборных элементов; Мср – средняя масса монтажных элементов; Мmах – масса наиболее тяжелого элемента. 291 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Чем больше значение Ср приближено к 1, тем благоприятнее условия технологической стабильности монтажных операций (использование грузоподъемных механизмов, приспособлений и оснастки). Высокая заводская готовность и укрупнение конструкций способствуют уменьшению количества операций подъема и перемещения конструкций. Это приводит к сокращению затрат машинного времени, трудоемкости, стоимости работ, а увеличение массы монтажных элементов после укрупнения позволяет наиболее полно использовать грузовые характеристики монтажных кранов. Укрупнение конструкций предусматривается на стадии проектирования (увеличение шага колонн и ширины пролета), при изготовлении конструкций и возведении зданий. Точность изготовления конструкций влияет на точность монтажа. При недостаточно точном изготовлении необходимо затрачивать дополнительное время на выверку и установку конструкций. 11.2. СОСТАВ ПРОЦЕССА МОНТАЖА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Схема комплексного технологического процесса монтажа строительных конструкций показана на рисунке 11.1. Монтаж строительных конструкций Транспортные операции Подготовительные операции Доставка Укрупнительная сборка Приемка Усиление Складирование Обустройство Собственно монтажные операции Подготовка мест установки Строповка Подъем и перемещение Установка, выверка и временное крепление Окончательное закрепление Рис. 11.1. Схема комплексного технологического процесса монтажа строительных конструкций 292 11.2. Состав процесса монтажа строительных конструкций 11.2.1. Транспортные операции Доставка конструкций. Основные факторы, влияющие на выбор метода доставки конструкций: месторасположение объекта и его отдаленность от завода-изготовителя; наличие существующих транспортных коммуникаций (дорог); погодные условия; масса и габариты строительных конструкций. При перевозке учитывают следующие требования: • элементы необходимо тщательно закреплять в целях предохранения от смещения и опрокидывания транспортного средства; • конструкции должны находиться по возможности в положении, близком к проектному; • необходимо использовать прокладки толщиной не менее 25 мм и не менее толщины петель, их следует располагать строго по вертикали; • офактуренные поверхности и закладные детали должны быть защищены от повреждения. Более подробно методы доставки конструкций изложены в главе 4. Приемка сборных конструкций. Приемку конструкций осуществляют по сертификатам, паспортам на эти изделия и комплектовочным ведомостям. При приемке доставленных конструкций необходимо проверять: • наличие на изделии его марки, краткого наименования завода-изготовителя (товарный знак), штампа ОТК, даты изготовления, массы (свыше 0,5 т), осевых рисок; • наличие повреждений, деформаций, геометрические размеры конструкций, закладные детали и др. Если при приемке конструкции были выявлены дефекты, ее бракуют, при этом оформляют рекламационный акт при участии генерального подрядчика, монтажной организации и предприятия-изготовителя. До выяснения возможности дальнейшего использования такие конструкции складируют на отдельной площадке. Оплату за них в этом случае не производят. При решении использовать конструкции с незначительными дефектами необходимо согласование проектной организации. 293 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Складирование конструкций. Типы складов и правила их организации изложены в главе 4. Конструкции следует укладывать на складе так, чтобы были видны маркировочные надписи и знаки, а также обеспечены возможность захвата каждой отдельно стоящей конструкции краном и их свободный подъем для погрузки. Схемы складирования конструкций должны быть указаны в ППР и соответствовать требованиям ТКП 45-1.03-40 и др. Конструкции располагают по типам и маркам. При складировании сборных конструкций должно быть обеспечено их устойчивое положение, исключены деформация, повреждение, загрязнение петель и закладных деталей. Конструкции укладывают в штабеля, специальные кассеты или раскладывают непосредственно у места монтажа. Высоту штабеля устанавливают в схемах складирования в зависимости от вида конструкции. Нельзя, например, в один штабель укладывать конструкции разных размеров, даже в пределах установленной высоты: могут возникнуть изгибающие моменты, которые повлекут за собой повреждение конструкции. Расстояние между смежными штабелями должно быть 0,2 м. В нижнем ряду штабеля конструкции укладывают на деревянные подкладки сечением не менее 150 × 150 мм, а последующие ряды – на прокладки толщиной не менее 30 мм. Они должны выступать за края изделий не менее чем на 50 мм и располагаться в одной вертикальной плоскости. Если качество сборных конструкций снижается из-за попадания влаги (конструкции с утеплителем), они должны быть защищены от увлажнения на период транспортирования и хранения. Для предотвращения попадания в каналы пустотных плит воды и снега строповочные гнезда верхних плит в штабелях должны быть закрыты. Наружные железобетонные стеновые панели устанавливают в кассеты либо пирамиды в вертикальном или наклонном положении (не более 10 °); внутренние стеновые панели и панели перегородок – в кассеты в вертикальном положении. 294 11.2. Состав процесса монтажа строительных конструкций Стропильные железобетонные балки и фермы размещают в кассетах в рабочем (вертикальном) положении. Колонны железобетонные для одноэтажных промышленных зданий раскладывают непосредственно у фундаментных стаканов. Схемы складирования основных конструкций представлены на рисунке 4.5. 11.2.2. Подготовительные операции Укрупнительная сборка конструкций. Укрупнение конструкций осуществляют на заводе-изготовителе или на объекте. Укрупнению на объекте подлежат конструкции, габариты которых в укрупненном виде превышают габариты и грузоподъемность транспортных средств. Иногда укрупнение используют для соединения конструкций в пространственные блоки, что ускоряет темпы монтажа и повышает производительность крана. При этом за один подъем в проектное положение устанавливают геометрически неизменяемую, предварительно собранную на земле и тщательно выверенную систему элементов – блок. Часто укрупняют металлические конструкции: колонны, если их длина более 13,5 м, стропильные фермы и подкрановые балки с тормозными конструкциями и крановыми рельсами, элементы покрытий вместе с профнастилом. Соединяться в единую рамную систему могут железобетонные колонны, ригели, фермы покрытий. При небольших объемах работ укрупнительную сборку выполняют в рабочей зоне крана, при больших – на складах или на сборочных площадках. Площадки укрупнительной сборки оснащают специальным оборудованием и приспособлениями: кондукторами (рис. 11.2), кассетами, стеллажами, сварочными аппаратами и др. Это обеспечивает более удобные условия производства работ, качество и безопасность труда. Иногда применяют конвейерные линии, где в пространственный блок конструкции последовательно укрупняют на специальных постах. Конвейерные линии располагают вблизи объектов. Данный метод монтажа описан в пункте 11.16. 295 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 2 3 1 4 5 а 7 6 7 2 3 8 б в Рис. 11.2. Укрупнительная сборка фермы на стенде: а – общий вид; б – кондуктор; в – узел закрепления струбцины; 1 – полуфермы; 2 – струбцина; 3 – растяжки; 4 – кондуктор; 5 – роликовые опоры; 6 – опорный столик; 7 – винтовые домкраты для закрепления ферм; 8 – винтовая стяжка для сближения опорных столиков Усиление конструкций. Во время монтажа многие элементы находятся в условиях, отличающихся от условий их эксплуатации, и нагрузки могут быть сосредоточены в местах, не характерных для данной конструкции. Способы строповки также не всегда могут обеспечить устойчивость и жесткость монтируемых элементов. По этой причине во избежание деформаций во время монтажа конструкции, не обладающие достаточной жесткостью, следует временно усилить. Чаще выполняют монтажное усиление металлических конструкций (фермы, колонны), в которых из-за большой гибкости могут появляться трещины и прогибы. При монтажном усилении применяют пластины, бревна, швеллеры и другие приспособления. Например, на фермах, на одном или двух поясах, их крепят болтами или хомутами к недостаточно жестким узлам на расстоянии 0,8–1,0 м (рис. 11.3). 296 11.2. Состав процесса монтажа строительных конструкций 1 1 τ < 15 000 τ < 15 000 < τ < 30 000 1 τ > 15 000 1 2 Рис. 11.3. Монтажное усиление ферм: 1 – деревянные брусья; 2 – скоба-сжим Обустройство конструкций. Данная операция заключается в том, что перед началом монтажа на конструкцию навешивают и закрепляют необходимые вспомогательные приспособления. Монтажный кран вместе с конструкцией поднимает данные средства, поэтому при определении его грузоподъемности необходимо учитывать дополнительную массу этих элементов. Обустройство выполняют в целях безопасного выполнения работ на высоте и повышения производительности труда рабочих, временного крепления усиления и конструкций. При подготовке колонн к монтажу могут навешиваться рабочие площадки и лестницы для работы монтажников и сварщиков, расчалки – для временного крепления высоких колонн; люльки, распорки, расчалки – для монтажа ферм и т. п. (рис. 11.4). Площадки и лестницы навешивают на колонны специальными крюками, которые заводят в пазы опорных деталей, приваренных к металлическим колоннам или закрепленных на железобетонных колоннах. Распорки крепят в обхват струбцинами за верхний пояс фермы. Использование приспособлений для обустройства конструкций повышает трудоемкость работ, поэтому более рационально применять наземные передвижные и самоходные подмости, автоподъемники и др. 297 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 3 6 2 3 4 3 2 1 2800 а 6 5 2 2 5 4 3 1 3000 б 9000 2000 Рис. 11.4. Расположение подмостей, лестниц и люлек при монтаже конструкций: а – железобетонных; б – металлических; 1 – приставная лестница; 2 – навесная лестница; 3 – навесные подмости; 4 – страховочный канат; 5 – инвентарные распорки; 6 – навесные люльки 11.2.3. Основные операции монтажного цикла Монтажным циклом называют комплекс взаимосвязанных операций по установке монтируемого элемента в проектное положение. В состав монтажного цикла входят подготовка элементов и мест установки к монтажу, строповка, подъем и перемещение элементов, установка, выверка, временное крепление, расстроповка и окончательное закрепление. Подготовка сборных элементов и мест установки к монтажу. Перед монтажом любых конструкций необходимо проверять готовность оснований, положение осей, состояние монтируемой конструкции. При этом контролируют отметку основания, его горизонтальность; если необходимо, выравнивают. Правильность положения осей, горизонтальность отметок и уровней проверяют геодезическими инструментами. Подготовка сборных элементов заключается в проверке внешних поверхностей и геометрических размеров конструкции, наличия закладных деталей и состояния петель. Конструкцию следует очистить, при необходимости нанести риски мягким черным карандашом. Строповка конструкций. Строповка – это технологическая операция монтажного цикла по обвязке и зацепке грузов для их подъема и перемещения грузоподъемными машинами. 298 11.2. Состав процесса монтажа строительных конструкций Для строповки сборных элементов используют грузозахватные приспособления, которые обеспечивают надежное и эффективное соединение монтируемой конструкции с рабочим органом монтажного механизма. В зависимости от назначения и конструкции грузозахватные приспособления можно разделить на следующие группы: стропы, траверсы, захваты. Стропы – это отрезки канатов или цепей, соединенные в кольца и снабженные крюками, коушами, карабинами и др. Для строповки элементов применяют универсальные и специальные стропы. Наиболее широкое применение получили универсальные канатные стропы. По числу ветвей стальные канатные стропы делят на следующие виды (рис. 11.5): одноветвевые (1СК); двухветвевые (2СК); трехветвевые (3СК); четырехветвевые (4СК); кольцевые (СКК) и др. В условное обозначение стропа входят наименование изделия, тип, грузоподъемность, длина и обозначение стандарта. Пример условного обозначения одноветвевого стропа грузоподъемностью 1,6 т, длиной 2000 мм: Строп 1CК-1,6/2000 ГОСТ 25573–82; то же, предназначенного для эксплуатации в районах с холодным климатом: Строп 1CК-1,6 ХЛ/2000 ГОСТ 25573–82. Для определенной категории грузов используют балансирные стропы. Они оснащены блоками, обеспечивающими более равномерное натяжение ветвей. Для повышения безопасности производства работ применяют стропы с дистанционным и автоматическим управлением. При этом расстроповку конструкций можно выполнять непосредственно из кабины крана. На каждом стропе должна быть маркировочная бирка, на которой указывают завод-изготовитель, порядковый номер стропа по системе нумерации предприятия-изготовителя, грузоподъемность, дату испытания. Стропы следует подбирать такой длины, чтобы угол между ветвями не превышал 90 °. При подъеме конструкции в стропах возникают усилия. В одноветвевом стропе при вертикальном подъеме усилие равно 299 Глава 11. Монтаж строительных конструкций массе поднимаемой конструкции. В наклонно расположенной ветви многоветвевого стропа усилие S определяют по формуле Q , (11.2) n cos где Q – масса поднимаемого груза, т; n – число ветвей стропа, шт.; α – максимальный угол наклона ветви к вертикали, град. S в а б 1 1 2 90 ° max 2 Уравнительная ветвь 3 4 90 ° max 3 9 0 °m г ax 4 д L е ж з Рис. 11.5. Стропы: а – одноветвевой 1СК; б – двухветвевой 2СК; в – трехветвевой 3СК; г – четырехветвевой 4СК; е – кольцевой СКК1; ж – двухпетлевой СКП1; з – двухпетлевой СКШ; 1 – навесное звено (разъемное); 2 – соединительное звено; 3 – канатная ветвь; 4 – захват; L – длина стропа 300 11.2. Состав процесса монтажа строительных конструкций Пример. При подъеме груза массой 1 т с числом ветвей стропа n = 4 и α = 45 ° усилие S 10 000 3571 Н. 4 cos 45 При увеличении угла наклона ветви до 60° усилие S 10 000 5000 Н. 4 cos 60 Из примера видно, что нагрузка, приходящаяся на одну ветвь стропа, прямо пропорциональна углу между ветвями стропа и обратно пропорциональна числу ветвей. Таким образом, при подъеме груза определенным стропом стропальщик должен проверить, чтобы нагрузка на каждую ветвь стропа не превышала допустимой (указанной на бирке). Грузоподъемность стропов рассчитывают с учетом угла между ветвями 90 °, поэтому нужно лишь следить, чтобы угол наклона ветви к вертикали (α) не превышал 45 °. Стропы не допускаются к использованию при выявлении каких-либо повреждений. Выявленные в процессе осмотра или технического освидетельствования поврежденные стропы должны быть изъяты из работы. Испытания стропов производят статической нагрузкой, превышающей грузоподъемность стропа на 25 %. При испытании они должны выдерживать пробную нагрузку в течение 10 мин без остаточной деформации и заметных удлинений. Их освидетельствуют каждые 6 мес. Недостатком стропов является то, что их использование приводит к потере полезной высоты подъема крюка крана. Стропы не всегда подходят для перемещения крупногабаритных и длинномерных грузов. В таком случае целесообразно применять грузозахватные траверсы. При использовании траверс усилия при их натяжении возникают не в отдельных точках конструкции, а распределяются по всей ее длине, что позволяет обходиться без усиления элементов. Траверса представляет собой металлическую балку, раму или ферму с подвешенными стропами для захвата монтируемых 301 Глава 11. Монтаж строительных конструкций элементов. Они бывают балочные, решетчатые, рамные, пространственные и др. (рис. 11.6). 4 2 4 5 3 2 1 3 а б 2000 4 3 1 18 0 0 820 1700 max 4000 min 680 в Рис. 11.6. Траверсы: а – балочная; б – консольная; в – пространственная; 1 – подвеска; 2 – гибкие тяги; 3 – балка; 4 – скоба для подвески к грузовому крюку; 5 – блок Захваты применяют при строповке изделий без петель. Они бывают штыревые (анкерные), фрикционные, рамочные, клещевые, вилочные (рис. 11.7). Все грузозахватные приспособления должны обеспечивать простую и удобную строповку и расстроповку элементов, надежность зацепления, исключающую падение груза. Они должны использоваться по назначению, соответствовать необходимой грузоподъемности. Схемы строповок конструкций должны быть приведены в ППР. 302 11.2. Состав процесса монтажа строительных конструкций 3 3 1 3 4 5 7 а 1 в б 8 1 9 1 1 2 г 6 А 9 1 ж 11 д 12 1 10 13 1 14 15 А е з 16 Рис. 11.7. Захваты: а – фрикционный захват для подъема колонн; б – клещевой захват для подъема балок; в – устройство для подъема плит; г – вилочный захват для монтажа ребристых плит; д – устройство для подъема конструкций; е – цанговый захват; ж – клещевой захват; з – траверса с вакуум-захватами; 1 – монтируемый элемент конструкции; 2 – балка фрикционного захвата; 3 – траверса; 4, 12 – клещевые захваты; 5 – резьбовой кронштейн; 6 – фиксатор; 7 – элемент вилочного захвата; 8, 9 – система стержней для фиксации; 10 – фрикционная гильза; 11 – клиновой вкладыш; 13 – манометр; 14 – вакуум-насос; 15 – вакуум-траверса; 16 – вакуум-камера Подъем и перемещение конструкций. Подъем и перемещение элементов производят в положении, близком к проектному. Поднимать монтируемые конструкции необходимо плавно, без рывков, с принятием мер против их раскачивания. Для проверки надежности строповки тяжелые элементы поднимают сначала над уровнем земли на высоту 0,2–0,3 м, удерживают на весу в течение 1–2 мин, затем выполняют дальнейший подъем и перемещение. При перемещении конструкций больших размеров к их концам крепят оттяжки из пенькового каната или тонкого троса. Касание монтируемой конструкцией ранее установленных, опирание на них или о землю не допускаются. Запрещается перемещать сборные конструкции волоком. 303 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Конструкцию освобождают от крюка крана только после окончания ее установки, выверки и надежного временного или постоянного крепления. Установка и выверка конструкций. Выверка – это операция, обеспечивающая точное соответствие положения монтируемых элементов проектному. Выверку могут выполнять в процессе установки конструкции, а также после ее установки при закреплении. Выверку установленных элементов производят относительно постоянных реперов и основных осей здания по рискам, заранее нанесенным на конструкции. Монтируемые сборные конструкции до расстроповки должны быть выверены по горизонтали, вертикали, в плоскости и из плоскости монтажных элементов и надежно закреплены. Выверка может быть визуальной или инструментальной. Визуальную выверку производят при достаточной точности установки элемента. При этом конструкцию предварительно выверяют по рискам, затем ее положение уточняют с помощью измерительных инструментов: стальных рулеток, линеек, шаблонов и т. д. Инструментальную выверку выполняют в тех случаях, когда точность установки конструкции сложно обеспечить. Это наиболее распространенный вид проверки положения конструкции. Ее выполняют с помощью теодолитов, нивелиров, лазерных приборов и др. В отдельных случаях осуществляют безвыверочную установку монтируемых элементов. Этот метод требует повышенного класса точности геометрических размеров элементов в монтажных сопряжениях. Он наиболее широко применяется при монтаже металлических конструкций. Предельные отклонения конструкций должны соответствовать нормативным допускам. Отклонения, превышающие эти значения, должны быть устранены до окончательного закрепления элементов. Временное крепление конструкций. Это операция, обеспечивающая устойчивость конструкций в проектном положении на период выверки и постоянного закрепления. Без временного крепления можно устанавливать только статически устойчивые конструкции, положение которых при действии нагрузок не меняется. Чаще всего это конструкции с широким основанием и низким расположением центра тяжести. 304 11.3. Классификация методов монтажа строительных конструкций Приспособления для временного крепления подразделяют на индивидуальные и групповые. Индивидуальные – это клинья, клиновые вкладыши, расчалки, подкосы, распорки, одиночные кондукторы. Групповыми средствами являются групповой кондуктор и рамно-шарнирный индикатор. Групповой кондуктор – пространственное монтажное приспособление, обладающее собственной устойчивостью и служащее для временного крепления и выверки одновременно группы элементов. Групповой кондуктор (см. рис. 11.36) предназначен для сборки каркаса с колоннами длиной до 18 м. Разработаны варианты кондукторов с разной сеткой колонн высотой до 18 м на один и на два этажа. Кондуктор оснащен приспособлениями для выверки и временного крепления конструкций, а также поворотными площадками и подмостями, обеспечивающими удобство и безопасность выполнения работ. Рамно-шарнирный индикатор (РШИ) – это комплект групповых монтажных приспособлений. Он включает четыре индикатора (групповых кондуктора), жестко соединенных между собой в единую пространственную конструкцию поперечными и продольными связями из стальных труб (см. рис. 11.37). При использовании РШИ значительно повышается точность монтажа и выверки конструкций каркасного здания. 11.3. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ МОНТАЖА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Методами монтажа называют технические решения, определяющие способ приведения конструкций в проектное положение и последовательность возведения зданий и сооружений. При выполнении монтажных работ могут применяться различные методы в зависимости от объемно-планировочного решения здания, используемых механизмов и приспособлений, сезонности и необходимых сроков выполнения работ. Во всех случаях методы монтажа должны гарантировать неизменяемость, прочность и устойчивость каждой смонтированной части здания или сооружения. Они должны быть направлены на обеспечение качества и безопасности работ, максимальное и эффективное использование машин и механизмов, повышение производительности труда и сокращение сроков строительства. 305 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Методы монтажа конструкций классифицируют по различным признакам в зависимости: • от способа подачи конструкции на монтаж; • степени укрупнения конструкций; • последовательности установки однотипных конструктивных элементов в здании; • направления установки конструкций в проектное положение; • точности наводки конструкции. В зависимости о т с п о с о б а п о д а ч и конструкций монтаж осуществляют по двум схемам: со склада и с транспортных средств. При монтаже со склада все процессы выполняют на строительной площадке. При монтаже с транспортных средств на строительной площадке выполняют только собственно монтажные процессы. Полностью подготовленную к монтажу конструкцию доставляют на площадку с завода и к месту установки подают с транспорта. При этом должна соблюдаться комплексная и ритмичная доставка конструкций. Преимуществом такого метода является то, что исключаются затраты на устройство складов, промежуточные погрузочно-перегрузочные операции, создаются условия для работы на стесненных участках. Однако при этом процесс монтажа необходимо организовать в соответствии со специально разрабатываемой транспортно-монтажной картой. В ней необходимо указать порядок монтажа конструкций – каждой присваивают монтажный номер, устанавливают продолжительность и время монтажа. Транспортно-монтажная карта должна быть у завода-поставщика, транспортной организации и монтажников. В зависимости о т с т е п е н и у к р у п н е н и я различают следующие методы монтажа: • поэлементный; • блоками; • готовыми сооружениями. В зависимости о т н а п р а в л е н и я у с т а н о в к и к о н с т р у к ц и й в п р о е к т н о е п о л о ж е н и е различают следующие методы монтажа (рис. 11.8): • наращиванием; • подращиванием; • поворотом; • надвижкой; • вертикальным подъемом и др. 306 11.3. Классификация методов монтажа строительных конструкций 1 3 2 а 1 2 1 2 3 д 1 3 2 б 3 е 3 2 1 1 в 1 2 3 2 3 ж г Рис. 11.8. Методы монтажа: а – наращиванием; б – подращиванием; в – сложным перемещением; г – поворотом; д – поворотом со скольжением; е – надвижкой; ж – вертикальным подъемом; стадии монтажа: 1 – начальная; 2 – промежуточная; 3 – завершающая В зависимости о т п о с л е д о в а т е л ь н о с т и у с т а н о в к и однотипны х констру к тивны х элементов в здании выделяют методы монтажа: • раздельный (дифференцированный); • комплексный (сосредоточенный); • комбинированный (смешанный). Подробное описание данных методов рассмотрено на примере возведения одноэтажного промышленного здания (см. п. 11.8). В зависимости о т т о ч н о с т и н а в о д к и к о н с т р у к ц и и различают методы монтажа: • свободный; • ограниченно свободный; • принудительный (трафаретный). При свободном методе (без ограничения) наводку конструкции осуществляют направляющими движениями в пространстве. При этом монтажники подают команду крановщику (влево, вправо, вверх, вниз). 307 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Недостатки – точность монтажа зависит от многих факторов, а время установки иногда составляет до 60 % общего времени монтажа. Ограниченно свободный метод – наиболее распространенный, осуществляют с использованием приспособлений, облегчающих наводку конструкции, – упоров, фиксаторов, связей и т. п. Преимущество – сокращается время установки по сравнению со свободным методом. Недостаток – большая продолжительность наводки конструкции. Принудительный (трафаретный) метод обеспечивает точное проектное положение монтируемых элементов специальной конструкцией стыков. Метод предусматривает применение соответствующего оборудования или механизмов – кондукторов, подъемников и т. п. В данном случае точность монтажа не зависит от квалификации и опыта монтажников. Принудительный метод требует точного изготовления конструкций на заводе. 11.4. МОНТАЖНЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ Механизацию монтажа зданий следует выполнять комплектами взаимоувязанных по производительности и назначению машин и механизмов. В комплект обычно входят ведущая машина (монтажный кран) и вспомогательные машины, механизмы и оборудование (погрузочно-разгрузочные и транспортные машины, грузозахватные приспособления, приспособления для временного крепления, сварочное и такелажное оборудование). В качестве грузоподъемных машин и механизмов используют монтажные краны (башенные, самоходные стреловые, козловые и др.), а также простейшие грузоподъемные устройства: вантовые краны, монтажные мачты, шевры, легкие крышевые краны, подъемники. Кроме того, при монтаже конструкций необходимо такелажное и монтажное оборудование: домкраты, блоки и полиспасты, тали, лебедки и др. В промышленном и гражданском строительстве применяют монтажные краны следующих типов: башенные, самоходные стреловые, козловые и др. (рис. 11.9). Башенные краны. Это грузоподъемные машины, смонтированные на опорно-поворотной платформе. В зависимости от возможности перемещения они бывают: • на рельсовом ходу; • приставные; • самоподъемные. 308 11.4. Монтажные машины и механизмы Передвижные краны Пневмоколесные Стационарные краны Неповоротные Автомобильные Поворотные Монтажные мачты На автошасси Шевры Гусеничные Железнодорожные Вантовые стреловые Башенные С передвижной кареткой Жестконогие стреловые С поднимаемой стрелой Портальные Приставные Рельсовые стреловые Козловые Самоподъемные башенные Кабельные Самоподъемные ползучие Рис. 11.9. Виды монтажных кранов Башенные краны на рельсовом ходу имеют хорошие монтажные качества за счет возможности подъема груза на значительную высоту и широкого маневрирования в пределах кранового пути. 309 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Приставные (стационарные) башенные краны устанавливают на отдельном фундаменте или на уже смонтированных конструкциях. По мере монтажа конструкций здания башню крана наращивают или подращивают по высоте и дополнительно крепят к возводимому сооружению. Приставные краны применяют для монтажа зданий повышенной этажности и компактных в плане. Самоподъемные башенные краны устанавливают на конструкциях возводимого здания и перемещают вверх при помощи собственного механизма по мере возведения здания. Применение таких кранов рационально при монтаже компактных в плане и высотных зданий. Независимо от типа башенного крана общими требованиями к их эксплуатации должны являться максимальное использование грузоподъемности на требуемом вылете стрелы, возможность маневрирования с грузом и мобильность. Самоходные стреловые краны. Они могут перемещаться собственным ходом с объекта на объект. На кранах устанавливают стреловое или башенное оборудование. Башенное оборудование монтируют после установки крана на площадке, стреловое может быть невыдвижным, выдвижным и телескопическим. Все виды стрелового оборудования могут быть оснащены гуськом. Гусек – это дополнительная деталь крана в виде укороченной стрелы, которую устанавливают на конце основной стрелы крана. Он увеличивает вылет крюка при небольшом угле наклона стрелы. В зависимости от вида ходового устройства стреловые краны бывают автомобильные, пневмоколесные и на гусеничном ходу. Автомобильные краны обладают хорошей маневренностью и мобильностью. Имеют грузоподъемность около 15–25 т и скорость передвижения до 75 км/ч. Наиболее эффективно их применение при монтаже более легких строительных конструкций малоэтажных зданий, а также в условиях рассредоточенного строительства и на погрузочно-разгрузочных работах. Однако, как и пневмоколесные, они в основном работают с использованием выносных опор. Грузоподъемность при этом увеличивается на 80 %, но уменьшается маневренность и затрачивается дополнительное время на их установку. Автомобильные краны с телескопической стрелой гораздо быстрее подготавливаются к работе, имеют более высокую манев310 11.4. Монтажные машины и механизмы ренность, могут устанавливать грузы в труднодоступных местах среди смонтированных конструкций. Краны автомобильного типа на специальном шасси имеют грузоподъемность 25–250 т, высоту подъема груза до 82 м, вылет стрелы до 60 м. Шасси кранов могут иметь 4–9 осей, что повышает их проходимость. Самый мощный кран этого типа фирмы «Liebherr» с семисекционной стрелой длиной 84 м и максимальной грузоподъемностью 500 т. При необходимости стрела удлиняется до 140 м. Работает на выносных опорах и без них. Может передвигаться на строительной площадке с грузом на крюке. Пневмоколесные краны, по сравнению с автомобильными, имеют большую грузоподъемность – 16–100 т. Они оборудованы стрелами длиной до 25 м, имеют хорошую устойчивость и могут работать без выносных опор. Однако из-за небольшой скорости передвижения на строительный объект их транспортируют тягачами, трейлерами или по железной дороге. Поэтому такие краны чаще всего используют на объектах со средними объемами работ и расположенными друг от друга на небольших расстояниях. Гусеничные краны могут перемещаться со скоростью 1–3 км/ч по спланированной грунтовой поверхности. Имеют хорошую проходимость, оказывают незначительное давление на грунт. Их грузоподъемность составляет 16–250 т, длина стрелы – 6,5–40,0 м. Высокие монтажные качества обусловлены наличием удлиненных стрел и сменного башенно-стрелового оборудования в виде гуська. Козловые краны. Используют на погрузочно-разгрузочных работах на центральных складах и площадках укрупнительной сборки. Также их применяют для монтажа конструкций, тяжелого и сложного оборудования при возведении одноэтажных промышленных зданий. Козловые краны имеют постоянную грузоподъемность в пределах всей длины ригеля. У этих кранов можно достаточно быстро изменить пролет ригеля, удлинить или укоротить опоры и таким образом изменить их грузовые, высотные и пролетные характеристики. Краны на базе вертолетов. Ввиду высокой стоимости полетного времени и специфики эксплуатации вертолеты должны использоваться при реконструкции и ремонте зданий и лишь при невозможности (или неэкономичности) применения наземных кранов. Монтажные работы вертолетами производят только при 311 Глава 11. Монтаж строительных конструкций благоприятной погоде (непорывистый ветер со скоростью не более 10 м/с, видимость не менее 2 км). Для монтажных операций преимущественно используют вертолеты типа МИ-10К, МИ-8 и МИ-6. Вертолеты оснащены дополнительной кабиной в носовой части фюзеляжа, оборудованной системой управления и связью вертолета с площадкой складирования и местом монтажа. Это позволяет летчику-оператору не только наблюдать за процессом монтажа и корректировать его, но и управлять машиной. Строительные подъемники. При монтаже строительных конструкций для подачи мелкоштучных и дру гих материалов в качестве вспомогательных грузоподъемных механизмов применяют свободностоящие или приставные строительные подъемники (для зданий более трех этажей). Приставные подъемники должны крепиться к конструкциям здания. Предпочтение отдают подъемникам, оборудованным грузовой платформой. Платформу крепят к каретке, передвигающейся по горизонтальной траверсе, которая может выдвигать и подавать каретку с грузовой платформы в проем здания и опускать ее на перекрытие здания. 11.5. ВЫБОР МОНТАЖНОГО КРАНА 11.5.1. Параметры монтажного крана Выбор монтажного крана основан на определении соответствия параметров предполагаемого крана конструктивным характеристикам строящегося объекта. Основные рабочие параметры монтажных кранов – грузоподъемность, длина стрелы, вылет крюка, высота подъема крюка, колея, база, скорость перемещения груза, радиус поворотной платформы (для башенных кранов), скорость вращения поворотной платформы, скорость передвижения крана, производительность. Грузоподъемность – наибольшая масса груза, которая может быть поднята краном при условии сохранения устойчивости и прочности его конструкции. Длина стрелы – расстояние между центром оси пяты стрелы и оси обоймы грузового полиспаста. 312 11.5. Выбор монтажного крана Вылет крюка – расстояние между осью вращения поворотной платформы крана и вертикальной осью, проходящей через центр обоймы грузового крюка. Высота подъема крюка – расстояние от уровня стоянки крана до центра крюка в его верхнем положении. Колея – расстояние между центрами передних и задних колес пневмоколесных кранов, ширина гусеничного хода или расстояние между осями головок рельсов. База – расстояние между осями передних и задних колес пневмоколесных или рельсовых кранов. Для гусеничных кранов указывают длину гусеничного хода. Радиус поворотной платформы башенных кранов – расстояние между осью вращения крана и наиболее удаленной от нее точки платформы или противовеса. Производительность – количество груза, перемещаемого и монтируемого краном в единицу времени, или количество циклов, совершаемых в единицу времени. 11.5.2. Выбор башенного крана Монтажный кран выбирают в зависимости от габаритов здания, массы и размеров монтируемых элементов, объемов работ, условий строительства, наличия источников электроэнергии и других факторов. Выбор ведут в следующем порядке: • определяют тип монтажного крана; • выполняют расчет основных параметров крана; • по рассчитанным параметрам подбирают несколько кранов; • выполняют технико-экономическое сравнение кранов и определяют наиболее выгодный. Основные параметры башенного крана (рис. 11.10): • грузоподъемность; • высота подъема крюка; • вылет крюка крана. Грузоподъемность (величина грузового момента) Q кр, т: Qкр = Qэл + Qгр + Qосн, (11.3) где Q эл – масса самого тяжелого элемента; Qгр – масса грузозахватных приспособлений (стропы, траверсы, захваты); Qосн – масса оснастки (люльки, лестницы, подмости и др.). 313 L1кр P1 L 2кр 3 L кр P2 P3 L 4кр 5 Р 4 L кр Р5 hо Hк hз hэл hгр Глава 11. Монтаж строительных конструкций a b c r нг Рис. 11.10. Схема определения параметров башенного крана Высота подъема крюка Hк, м: Hк = hо + hз + hэл + hгр, (11.4) где hо – превышение опоры монтируемого элемента над уровнем стоянки крана; hз – запас по высоте, не менее 0,5 м; hэл – высота (толщина) элемента в монтажном положении; hгр – высота грузозахватных приспособлений от верха монтируемого элемента до низа крюка крана. Вылет крюка L к, м: Lк = а / 2 + b + c, (11.5) где L к – максимальный вылет крюка; а – ширина подкранового пути (при расчете принимают условно 4 или 6 м, затем уточняют после выбора крана); b – расстояние от подкранового пути (оси крайнего рельса) до наиболее выступающей части здания со стороны крана (пилястры, балконы, козырьки и т. д.); с – расстояние от наиболее выступающей части здания до центра тяжести монтируемого элемента. Для башенных кранов с поворотной платформой вылет крюка определяют по формуле Lк = (а / 2 + 1) + b + c, 314 (11.6) 11.5. Выбор монтажного крана где 1 – безопасное приближение грузовой платформы к наиболее выступающей части здания, м. При этом в соответствии с Правилами по обеспечению промышленной безопасности грузоподъемных кранов расстояние между выступающими частями крана и наиболее выступающей частью здания на высоте до 2 м должно быть не менее 0,7 м, на высоте более 2 м – не менее 0,4 м, т. е. должны выполняться следующие условия: н в а / 2 + b ≥ rг + 0,7 и а / 2 + b ≥ rг + 0,4, н г (11.7) в г где r – радиус габарита нижней части крана; r – радиус габарита верхней части крана. Подбор марки крана выполняют по ТКП 45-1.03.63 и другим ТНПА. 11.5.3. Выбор самоходного стрелового крана Основные параметры самоходного стрелового крана (рис. 11.11): грузоподъемность, высота подъема крюка, высота подъема стрелы, вылет стрелы, длина стрелы. D ст ре 1,0 лы Hстр сь C р hо крана О 1,5 hш F L ст hэл d c Ось вращения l hз hгр hп A E Рис. 11.11. Схема определения параметров самоходного стрелового крана Грузоподъемность Qкр (т) определяют по формуле (11.3). Высоту подъема крюка Hк (м) рассчитывают по формуле (11.4). 315 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Высота подъема стрелы Hстр, м: Hстр = Hк + hп, (11.8) где hп – высота полиспаста в стянутом положении (1,5–3,0 м). Вылет стрелы lстр, м: lстр (e c d )(H стр hш ) hгр hп a, (11.9) где е – половина толщины стрелы на уровне верха монтируемого элемента или ранее смонтированной конструкции (0,5 м); с – минимальный зазор между стрелой и монтируемым элементом (0,5–1,0 м); d – расстояние от центра тяжести до приближенного к стреле края элемента (половина длины или ширины элемента); hш – расстояние от уровня стоянки крана до оси поворота стрелы (высота шарнира пяты 1,5 м); а – половина базы крана (примерно 1,5 м). Длина стрелы L стр, м: (11.10) Lстр (H стр hш )2 (lстр a)2 . Расчет гуська. Если стрела короткая и не обеспечивает монтаж конструкций, рекомендуется использовать кран с гуськом (рис. 11.12). Это позволит при небольшой длине стрелы увеличить вылет крюка крана. Lг ϕ L стр hп Hк α hш Рис. 11.12. Схема определения монтажных характеристик крана с гуськом 316 11.5. Выбор монтажного крана При использовании крана с гуськом высоту подъема крюка Нк рассчитывают по формуле Нк ≥ Lстрsin α + Lгsin ϕ + hш – hп, (11.11) где α – максимально необходимый угол наклона основной стрелы (можно принимать 75–77°); L г – длина гуська крана; ϕ – угол наклона гуська к горизонту (можно принимать 25–30 °); hш – высота от уровня стоянки до нижней части поворотной платформы (высота шарнира пяты 1,5 м). Допустимую длину гуська L г подбирают из условия Lг b/2 , cos ( ) (11.12) где b – габариты монтируемой плиты. Определение параметров крана для монтажа конструкций подземной части (рис. 11.13). Грузоподъемность и высоту подъема крюка крана определяют по формулам (11.3) и (11.4), только hо принимают равным 0, так как установку конструкций выполняют на отметку ниже уровня стоянки крана. –0,150 a b lстр Вотк hз Hстр Hк hэл hгр hп L стр –1,050 0,2 d Рис. 11.13. Схема определения монтажных характеристик крана при монтаже конструкций подземной части Требуемый вылет стрелы lстр (м) определяют по формуле lстр = a + b + Вотк + 0,2 + d, (11.13) где a – расстояние от оси вращения крана до оси поворота стрелы (принимают 1,5 м); b – расстояние от крана до откоса котло317 Глава 11. Монтаж строительных конструкций вана – 1,0 м; В отк – ширина откоса; 0,2 или 0,6 м – расстояние от края фундамента до откоса (принимают по ТКП 45-1.03-44). Ширину откоса рассчитывают по формуле Вотк = mH, (11.14) где m – показатель крутизны откоса (принимают по табл. 5.2); H – глубина котлована, м. Требуемую длину стрелы L стр определяют по формуле (11.10). Более подробная методика расчета монтажных кранов (при монтаже колонн, ферм, балок, плит покрытия) приведена в учебном пособии М.П. Рыжевской «Технология и организация строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование». 11.6. МОНТАЖ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 11.6.1. Монтаж фундаментов Монтаж ленточных фундаментов. Фундамент состоит из плит (ФЛ) и блоков стен подвала (ФБС). Монтаж фундамента выполняют после устройства обноски (рис. 11.14) и переноса осей здания на дно котлована. 2 1 3 4 5 3 6 7 8 Рис. 11.14. Схема устройства обноски: 1 – поперечная ось; 2 – продольная ось; 3 – точки пересечения осей; 4 – обноска; 5 – осевая струна; 6 – шнур-причалка; 7 – фундаментная плита; 8 – отвес Фундаментные плиты при песчаных грунтах укладывают непосредственно на выровненное до проектной отметки основание, при других грунтах – на песчаную подушку толщиной 10 см. Не допускается укладывать плиты на разрыхленный грунт: его необходимо удалить, засыпать щебень или песок, уплотнить и выровнять. 318 11.6. Монтаж железобетонных конструкций Чтобы блоки не свисали, размеры песчаной подушки должны быть на 20–30 см больше размеров фундамента. Отклонение отметки выравнивающего слоя песка не должно превышать 15 мм. Сначала устанавливают маячные плиты (рис. 11.15, а). Их располагают по углам и в местах пересечения стен, а на протяженных участках – примерно через 20 м. После выверки маячных плит в плане и по высоте укладывают промежуточные (рядовые) плиты (рис. 11.15, б). Верх маячных плит проверяют нивелиром, верх остальных ориентируют по маячным, используя шнур-причалку. При отклонении от проектного положения плиту краном отводят в сторону, снова выравнивают основание и на него вновь укладывают плиту. Монтаж стеновых блоков ФБС (рис. 11.15, в, г) начинают после проверки положения уложенных фундаментных плит и устройства гидроизоляции. В качестве изоляции можно использовать слой раствора толщиной 2–3 см, он также является и выравнивающим слоем. 3 а 2 1 4 в 2 б 1 5 6 г Рис. 11.15. Установка сборных элементов фундаментов: а – подготовка песчаного основания; б – установка железобетонной подушки фундамента; в – установка стеновых блоков; г – выверка в плане стенового блока; 1 – песчаное основание; 2 – установленный элемент; 3 – лопата; 4 – стеновой блок; 5 – осевая проволока; 6 – растворная постель 319 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Предварительно на фундаментных плитах размечают положение стеновых блоков нижнего ряда, отмечая места вертикальных швов. Монтаж начинают с установки маячных элементов в углах и местах пересечения стен на расстоянии 20–30 м друг от друга. Затем на уровне их верха натягивают шнур-причалку, по которому устанавливают рядовые блоки. Вышележащие ряды блоков монтируют в той же последовательности, размечая раскладку на нижележащем ряду. Блоки ФБС укладывают с соблюдением перевязки швов в смежных рядах. Смещение элементов должно быть не менее ширины блока или по проекту. Блоки укладывают на растворную постель. Вертикальные и горизонтальные швы между блоками должны быть заполнены раствором и расшиты с двух сторон. Марку раствора указывают в проекте. В местах примыкания внутренних стен к наружным горизонтальные швы армируют в соответствии с проектной документацией. Толщина горизонтальных швов между блоками должна составлять (20 ± 5) мм. Для повышения жесткости сооружения и выравнивания осадок при строительстве на слабых грунтах, а также в качестве антисейсмических мероприятий сборные фундаменты усиливают армированными швами или железобетонными поясами. Их устраивают по периметру здания по верху фундаментных плит или последнего ряда стеновых блоков. Фундаментные плиты монтируют четырехветвевым стропом, фундаментные блоки – двухветвевым. Монтаж выполняют самоходными стреловыми кранами способом «на весу». При этом кран может располагаться как сверху – на бровке, так и на дне котлована. Если кран располагают на бровке котлована, то в пределах захватки он сначала монтирует все фундаментные плиты ФЛ, а затем блоки ФБС. Если кран находится в котловане, то плиты и блоки стен подвала устанавливают отдельными участками совместно, исходя из того, что он не сможет вторично войти в зону, где уже уложены конструкции. Первые два ряда блоков монтажники устанавливают с уложенных фундаментных плит, последующие – с инвентарных подмостей. Монтаж фундаментов стаканного типа. Доставленные на строительную площадку элементы фундаментов следует раскла320 11.6. Монтаж железобетонных конструкций дывать в зоне действия монтажного крана. Если элементы тяжелые, то монтаж выполняют с транспортных средств. На гранях фундаментов наносят установочные риски. Для фундаментов стаканного типа дополнительно отмечают середину верхней грани. Перед установкой блоков сначала выполняют разбивку продольных и поперечных осей, натягивают проволоку. Затем определяют и фиксируют местоположение стаканов с помощью скоб или колышков. Фундаменты стаканного типа монтируют самоходными стреловыми кранами методом «на весу» от одного торца здания к другому (рис. 11.16). Кран можно располагать сверху на бровке или на дне котлована. Перемещаясь вдоль наружного ряда фундаментов, кран на каждой стоянке монтирует один или два элемента в зависимости от массы. После окончания монтажа фундаментов наружного ряда кран, двигаясь в обратном направлении, монтирует фундаменты внутреннего ряда. I–I 6000 3 2 1 6000 1 2 3 –0,15 I I –1,75 4000 4000 5000–7000 2000 3600 5000–7000 Рис. 11.16. Монтаж фундаментов стаканного типа: 1 – гусеничный кран; 2 – положение блоков фундаментов до подъема; 3 – блок фундамента на проектной отметке 321 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Фундаментные стаканы монтируют четырехветвевым стропом. Установку конструкций фундамента необходимо выполнять сразу в проектное положение, чтобы избежать нарушения поверхности основания. Контроль качества. Положение блока в плане определяют путем совмещения рисок (установочных и разбивочных осей) по двум взаимно перпендикулярным осям. С помощью теодолита проверяют положение фундамента по отношению к осям, с помощью нивелира – отметки дна стакана. По окончании монтажа фундаментных блоков выполняют геодезическую съемку их положения по высоте и в плане и составляют исполнительную схему. На схеме указывают фактическое положение конструктивных элементов, фиксируют отклонения от размеров и отметок, указанных в чертежах. Исполнительную схему берут за основу для дальнейшего монтажа конструкций надземной части здания. При монтаже блоков фундаментов и стен подземной части зданий их положение не должно превышать значений, приведенных в таблице 11.1. Таблица 11.1 Предельно допустимые отклонения установки блоков фундаментов и стен подземной части зданий Показатель качества Отклонение от совмещения установочных рисок фундаментных блоков и стаканов фундаментов с рисками разбивочных осей Отклонение от совмещения установочных рисок блоков с рисками разбивочных осей Отклонение отметок опорной поверхности дна стаканов фундаментов от проектных: до устройства выравнивающего слоя по дну стакана после устройства выравнивающего слоя по дну стакана Отклонение от вертикали плоскостей блоков стен Толщина швов между блоками Отклонение толщины шва Отклонение от горизонтали рядов блоков стены на 10 м длины Перепад между смежными блоками 322 Значение, мм 12 10 –20 ±5 12 20 ±5 ±15 ±10 11.6. Монтаж железобетонных конструкций Состав звена для монтажа фундаментных блоков и плит (массой до 8 т) – 4 человека: монтажник IV разряда – 1; монтажник III разряда – 1; монтажник II разряда – 1; машинист автомобильного крана VI разряда – 1. 11.6.2. Монтаж колонн Раскладка колонн. Перед монтажом колонн проверяют положение осей фундаментов. Колонны одноэтажных зданий или монтируют с транспортных средств, или раскладывают их у места монтажа. В зоне монтажа колонны располагают по различным схемам в зависимости от их массы, типа, грузоподъемности монтажного крана, а также от количества колонн, которые кран монтирует с одной стоянки. При линейной схеме колонны располагают параллельно оси движения крана (рис. 11.17, а). Такую схему применяют, когда высота колонны меньше шага колонн. Траектория крюка крана при этом состоит из двух дуг, взаимно противоположных по направлению вращения, что приводит к увеличению продолжительности работы крана. Схему уступами применяют, когда длина колонн больше шага. Колонны располагают параллельно оси здания и проходки крана (рис. 11.17, б). 1 а 2 3 1 3 4 4 в 3 1 2 2 1 4 б 2 3 4 г Рис. 11.17. Схемы раскладки колонн: а – линейная; б – уступами; в – наклонная; г – центрированная; 1 – колонна; 2 – фундамент; 3 – траектория движения крана; 4 – стоянка монтажного крана Недостатком такого метода является необходимость изменения вылета стрелы крана, что повышает затраты машинного времени. 323 Глава 11. Монтаж строительных конструкций При наклонной схеме колонны укладывают под углом к оси здания и движения крана, одинаково по отношению к фундаментам и стоянкам крана (рис. 11.17, в). Схему применяют при ограниченных размерах зоны раскладки. Она является наиболее распространенной, так как кран работает на одном вылете стрелы, что снижает затраты машинного времени. При центрированной схеме колонны раскладывают в одном створе с фундаментом (рис. 11.17, г). При этом опорная часть колонны находится в непосредственной близости от фундамента. Устанавливают колонны методом поворота в сторону фундамента. В таком случае траектория крановой стрелы представляет собой одностороннюю дугу. Колонны раскладывают на деревянных подкладках толщиной не менее 25 мм. Подготовка колонн и фундамента. Подготовка колонны: • проверяют размеры боковых граней колонн; • наносят риски на двух перпендикулярных гранях (на уровне верха фундамента и на консолях по оси подкрановой балки); • навешивают необходимую оснастку (элементы временного крепления, лестницы, площадки). Подготовка фундамента: • нивелиром и теодолитом проверяют плановое и высотное положение фундаментов; • на дно стакана укладывают мелкозернистый бетонный слой. Подливку из бетонной смеси выполняют из жестких составов, чтобы они не выжимались под массой колонны. До начала монтажа колонны бетонная смесь должна иметь прочность не менее 50 % марочной. Толщину слоя подливки определяют по исполнительной схеме монтажа фундаментов в зависимости от необходимой отметки. Строповка колонн. Выполняют универсальными стропами или балочными траверсами, но более удобно выполнять монтаж штыревым, клещевым или фрикционным (рамочным) захватом (рис. 11.18). Все они должны обеспечивать дистанционную расстроповку, исключающую необходимость подъема рабочих для расстроповки. Строповочные приспособления снимают после закрепления колонны элементами временного крепления. 324 11.6. Монтаж железобетонных конструкций 1 2 2 3 Рис. 11.18. Строповка колонны траверсой с рамочным захватом: 1 – траверса; 2 – стропы; 3 – рамочный захват Временное крепление колонн. Выполняют следующими методами (рис. 11.19): • клиньями – железобетонными, деревянными, металлическими; • клиновыми вкладышами; • одиночными или групповыми кондукторами; • расчалками; • подкосами. Клинья высотой 250–300 мм закрепляют по одному на одну грань, если она шириной до 400 мм; при гранях большей ширины – по два. Клиновые вкладыши – это инвентарные устройства, которые имеют регулировочные и зажимные детали, с помощью которых можно не только зафиксировать колонну в стакане, но и выполнить ее выверку. По сравнению с клиньями это более надежное и оборачиваемое устройство. Применение одиночного кондуктора позволяет обеспечить дополнительную устойчивость колонны за счет расширения ее опорной части (рис. 11.20). 325 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 1 2 12 3 13 11 а 20 0 11 0 1 I I 1 1 11 3 150 10 0 0 – 3 14 15 16 2 2 в 1 A 4 10 г 9 8 565 5 А 6 4 73 35 7 б Рис. 11.19. Временное закрепление колонн в стаканных фундаментах: а – клиньями; б – инвентарными клиновыми вкладышами; в – клиньями и расчалками; г – инвентарная расчалка с винтовой стяжкой; 1 – колонна; 2 – фундамент; 3, 6 – клинья; 4 – ручка; 5 – шарнир; 7 – корпус; 8 – бобышка; 9 – гайка; 10 – винт; 11 – расчалка; 12 – крюк; 13 – карабин; 14 – канат расчалки; 15 – ролик; 16 – винтовая стяжка Клинья, клиновые вкладыши, одиночные кондукторы и подкосы применяют при высоте колонны до 12 м. При большой высоте колонн недостаточно крепления внизу, поэтому дополни326 11.6. Монтаж железобетонных конструкций тельно применяют расчалки, которые якорями крепят к соседним фундаментам или в грунт. Их устанавливают в плоскости ряда колонн. 9 1 7 2 3 8 7 6 4 5 10 9 1 2 4 5 B B 6 8 1 7 2 Рис. 11.20. Одиночный кондуктор для временного закрепления и выверки колонн: 1 – винты; 2 – направляющие ролики; 3 – подвижные стойки; 4 – фундамент; 5 – прижимные домкраты; 6 – прижимное компенсирующее устройство; 7 – ролики; 8 – рама; 9 – колонна; 10 – подпружиненные рычаги Установка и выверка колонн. Железобетонные колонны монтируют способом «на весу», опуская в стакан и совмещая риски по двум осям. Вертикальность колонны должна быть обеспечена по двум разбивочным осям при помощи одного или двух теодолитов либо другими современными оптическими приборами. Отметки опорных поверхностей для подкрановых балок и ферм контролируют методом геометрического нивелирования. 327 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Стыки колонн с фундаментом бетонируют с использованием бетононасосов и пневмонагнетателей. Бетонную смесь уплотняют глубинными вибраторами. До приобретения бетоном забетонированных стыков не менее 70 % проектной прочности на колонны нельзя устанавливать вышележащие элементы, кроме проектных связей и распорок. При монтаже колонн предельно допустимые отклонения показателей качества не должны превышать значений, приведенных в таблице 11.2. Таблица 11.2 Предельно допустимые отклонения при монтаже колонн Показатель качества Значение, мм Отклонение от совмещения рисок геометрических осей, граней в нижнем сечении колонн с рисками разбивочных или геометрических осей 8 Отклонение от вертикали осей колонн одноэтажных зданий при их длине, м: до 4 вкл. 20 св. 4 « 8 « 25 « 8 « 16 « 30 « 16 « 25 « 40 Разность отметок верха колонн или их опорных площадок (консолей) одноэтажных зданий при их длине, м: до 4 вкл. 14 св. 4 « 8 « 16 « 8 « 16 « 20 « 16 « 25 « 24 11.6.3. Монтаж подкрановых балок Монтаж подкрановых балок может осуществляться самостоятельным потоком или совместно с конструкциями покрытия (стропильными балками, фермами, плитами покрытия). Раскладку балок выполняют на деревянные подкладки параллельно оси движения крана или под небольшим углом. Подготовка подкрановой балки. Перед подъемом на торцах балок намечают риски продольной оси. Такие же риски должны быть на консолях колонн и с внутренней стороны колонны на уровне верха подкрановой балки. Обязательно проверяют проектное положение колонн и отметки опорных поверхностей (консоли колонн). 328 11.6. Монтаж железобетонных конструкций Строповка подкрановой балки. Выполняют траверсами, клещевыми захватами, полуавтоматическими двухветвевыми стропами, а также методом обхвата универсальными обвязочными стропами. Балку длиной до 6 м поднимают обычной траверсой с крюками, балки большей длины – траверсой с клещевыми захватами. Установка и выверка. При подъеме балку удерживают от удара по колон3 нам оттяжками из пенькового каната и разворачивают в нужном направлении 4 при наводке на опору (рис. 11.21). При 1 монтаже балок используют пристав2 ные лестницы с площадками, которые 5 устанавливают у каждой колонны, авто1 вышки и др. Опирают балки на консоли колонн, на которых имеются стальные накладные листы с анкерными болтами. Выверку балок в плане осуществляют при помо- Рис. 11.21. Схема установки железобетонной щи домкрата или струбцины. С нижней подкрановой балки: стороны подкрановой балки имеются 1 – колонна; 2 – лестница накладные листы с отверстиями, кото- с площадкой; 3 – траверса; 4 – монтируемая балка; рыми при монтаже надевают балки на 5 – оттяжка анкерные болты и закрепляют гайками. Временное и окончательное крепление. Сверху подкрановые балки крепят стальными планками путем сварки их с колоннами и с закладными деталями балок. Это временное крепление. Окончательно конструкцию закрепляют сваркой. Узлы соединения балок с колоннами замоноличивают после геодезической проверки, а стыки балок – цементным раствором. После закрепления подкрановых балок укладывают подкрановые рельсы. Их поднимают кранами или лебедками. Контроль качества. Допуски и отклонения при монтаже подкрановых балок указаны в таблице 11.3. Таблица 11.3 Предельно допустимые отклонения при монтаже подкрановых балок Показатель качества Разность отметок верхних полок подкрановых балок: на двух соседних колоннах вдоль ряда, при расстоянии между ними l, м: l ≤ 10 Значение, мм 10 329 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Окончание табл. 11.3 Показатель качества l > 10 в одном поперечном разрезе пролета: на колоннах в пролете Значение, мм 0,001l, но не более 15 15 20 11.6.4. Монтаж стропильных ферм и балок покрытия Монтаж ферм и балок следует выполнять после проектного закрепления колонн, элементов жесткости каркаса (связей) и достижения бетоном замоноличенных стыков прочности, указанной в проектной документации. Доставка, складирование. Фермы доставляют на объект целиком (до 24 м) или по частям специализированным видом транспорта – фермовозами. Раскладку ферм выполняют в рабочей зоне крана параллельно продольной оси здания. Складируют в кассетах по несколько штук в вертикальном положении. Целесообразно выполнять монтаж с транспортных средств. Подготовка фермы. Перед монтажом проверяют геометрические размеры ферм и закладных деталей, очистку конструкции, наличие рисок и их нанесение. Перед подъемом ферму обустраивают люльками, лестницами, распорками. К нижнему поясу крепят страховочный канат и оттяжки. Укрупнительная сборка. При необходимости выполняют укрупнительную сборку железобетонных ферм. Укрупнение выполняют в проектном (вертикальном) положении на специальных универсальных стендах. Стенды для укрупнительной сборки (см. рис. 11.2) состоят из жесткой рамы и съемных кассетных стоек с регулировочными винтами. Их располагают на отдельных площадках укрупнительной сборки, оборудованных всеми необходимыми техническими средствами для сварки, антикоррозионной защиты и т. п. Возможно укрупнение и у места монтажа в зоне монтажного крана. В этом случае отпадает вопрос о транспортировании укрупненной конструкции, что иногда бывает затруднительно. При укрупнительной сборке ферм две полуфермы устанавливают вертикально на стенде, выверяют, соединяют на болтах 330 11.6. Монтаж железобетонных конструкций накладки в узлах верхнего и нижнего поясов, сваривают, выполняют антикоррозионную защиту деталей и замоноличивают стыки. При устройстве фонарей их конструкции прикрепляют к фермам до монтажа и поднимают с фермой за один прием. При укрупнении фермы в вертикальном положении часть швов приходится варить в потолочном положении, что более трудоемко, поэтому иногда фермы укрупняют в горизонтальном положении на стеллажах с использованием кондукторов. Однако в данном случае возникает необходимость перекантовки фермы (переворачивания на 180 °) при сварке стыков и поворота в проектное положение. Кантовка ферм может вызвать остаточные деформации в узлах конструкции. Строповка ферм. Выполняют балочными или решетчатыми траверсами с полуавтоматическими вилочными и клещевыми захватами, обеспечивающими дистанционную расстроповку. Строповку выполняют за верхний пояс в узлах, где сходятся стойки и раскосы, – за две или четыре точки (рис. 11.22). 2 1 I 18 000 а 350 2 А 900 1 б 3 А 6000 4000 4000 5 4 А–А 3 24 000 5 Рис. 11.22. Схемы строповки железобетонных ферм: а – пролетом 18 м; б – пролетом 24 м; 1 – ферма; 2 – траверса; 3 – полуавтоматический механи ческий захват с дистанционной расстроповкой; 4 – канат для расстроповки; 5 – подкладки 331 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Установка, выверка и крепление ферм. Фермы устанавливают на оголовки колонн, регулируя положение в пространстве оттяжками. Наводят конструкцию опорными накладными листами с отверстиями на анкерные болты, имеющиеся на закладных деталях колонн. Выверку выполняют по рискам. Временное крепление ферм производят расчалками, распорками, кондукторами. Смонтированную первую стропильную ферму до расстроповки расчаливают в двух местах. При длине ферм 18 и 24 м используют две пары расчалок, для ферм большей длины – три пары. Расчалки крепят одним концом за верхний пояс фермы, другим – за низ смонтированных колонн данного пролета и за наземные якоря. Вторую и последующие фермы монтируют с распорками, с помощью которых закрепляют монтируемую ферму к ранее уложенной. При использовании распорок при длине фермы 18 м применяют одну распорку, при больших пролетах – две (рис. 11.23). 1 2 а 5 1 3 3 7 2 2 б 6 в 4 Рис. 11.23. Применение фиксирующей распорки для временного крепления стропильной фермы: а – крепление распорки к ферме перед ее подъемом; б – установка фермы на колонну; в – временное крепление фермы распоркой; 1 – ферма; 2 – распорка; 3 – канат для подъема распорки; 4 – колонна; 5 – подкрановая балка; 6 – плита покрытия; 7 – оттяжка На оголовках колонн временное крепление ферм (балок) выполняют кондукторами (рис. 11.24). 332 11.6. Монтаж железобетонных конструкций 1 2 Рис. 11.24. Применение кондуктора для крепления фермы к оголовку колонны: 1 – балка; 2 – стяжка кондуктора; 3 – регулировочные винты; 4 – балка кондуктора; 5 – зажимные винты 3 4 5 Элементы временного крепления снимают после укладки и сварки закладных деталей нескольких плит покрытия. Постоянное крепление ферм осуществляют сваркой закладных деталей фермы и колонны. Монтаж стропильных балок в основном выполняют по такой же технологии, как и ферм. Отличие состоит в том, что могут применяться другие приспособления для строповки и временного крепления конструкций. Контроль качества. При монтаже железобетонных ферм и балок покрытия предельно допустимые отклонения показателей качества не должны превышать значений, приведенных в таблице 11.4. Таблица 11.4 Предельно допустимые отклонения при монтаже ферм и балок покрытия Показатель качества Значение, мм Отклонение от совмещения рисок геометрических осей, граней в нижнем сечении установленных элементов с установочными рисками 8 Отклонение от совмещения рисок геометрических осей, граней в верхнем сечении установленных балок, ферм с установочными рисками на опоре, м: до 1 вкл. 6 св. 1 « 1,6 « 8 « 1,6 « 2,5 « 10 « 2,5 « 4,0 « 12 Отклонение от симметричности (половина разности глубины опирания концов элемента) в направлении перекрываемого пролета при длине элемента, м: до 4 вкл. 5 333 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Окончание табл. 11.4 Показатель качества св. 4 до 8 вкл. « 8 « 16 « « 16 « 25 « Отклонение от расстояния между осями верхних поясов ферм и балок в середине пролета Значение, мм 6 8 10 60 Монтаж фермы (балки покрытия) выполняет звено монтажников из 6 человек, в том числе – сварщик. На высоте монтажники находятся на площадках, прикрепленных к колоннам, и на смонтированном покрытии (см. рис. 11.23). 11.6.5. Монтаж плит покрытия Плиты покрытия промышленного здания обычно имеют длину 6 м при ширине 1,5 и 3 м, длину 12 м при ширине 3 м. Монтаж плит покрытия выполняют в одном потоке с фермами или балками покрытия в одной ячейке здания. Укладку плит следует выполнять после проектного закрепления стропильных ферм (балок) и монтажа элементов жесткости между ними. Чаще всего применяют самоходные краны с гуськом, что позволяет на одном вылете крюка монтировать фермы, на другом с гуськом – плиты покрытия. При возведении одноэтажных зданий плиты предварительно складируют внутри монтируемого пролета высотой штабеля не более 2,5 м. Тяжелые плиты рекомендуется монтировать с транспортных средств. Подготовка плит покрытия и мест опирания. Перед монтажом предварительно выполняют разметку верхнего пояса фермы для обеспечения точного положения первой плиты. Плиты покрытия по фермам (балкам) должны укладываться насухо на опорные поверхности несущих конструкций. Перед подъемом плиты снабжают инвентарным ограждением, которое крепят к монтажным петлям. Строповку плит покрытия размером 1,5 × 6 м выполняют либо четырехветвевым стропом, либо групповой траверсой с гирляндной подвеской плит (до трех плит в гирлянде). При размерах плит 3 × 6 и 3 × 12 м применяют траверсы. 334 11.6. Монтаж железобетонных конструкций Установка плит покрытия. Направление укладки плит покрытия в пролете зависит от наличия фонарей. В зданиях без фонарей плиты монтируют по фермам (стропильным балкам) в направлении от конька к краям пролета; при наличии фонарей – сначала на фонарях, затем от краев к фонарям. При монтаже плит покрытия первой ячейки монтажники находятся на навесных лестницах или люльках, навешенных на смонтированных фермах; последующие монтируют с ранее уложенных плит (рис. 11.25). 5 M3 M2 3 M1 M1 4 3 8 7 6 2 M2 1 M4 а 5 M3 б Рис. 11.25. Монтаж плит покрытия: а – подъем плиты; б – снятие распорки между фермами; 1 – колонна; 2 – подкрановая балка; 3 – ферма; 4 – плита покрытия; 5 – сварочный аппарат; 6 – ящик с инструментом; 7 – страховочный канат; 8 – распорка; М1–М4 – монтажники Первую плиту на фонаре устанавливают с люлек, навешенных на стойку фонаря, последующие монтируют с ранее уложенных. Крепление плит покрытия. Первую плиту приваривают к верхнему поясу фермы в четырех точках, остальные – не менее чем в трех (четвертая точка чаще всего бывает недоступной). Временную распорку между фермами снимают после укладки и приварки к ферме плиты, уложенной у распорки. 335 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Стыки (швы) между плитами заделывают одновременно с монтажом или же самостоятельным потоком. Для этого используют раствор марки не ниже М150 или бетон класса не ниже С8/10. Контроль качества. Монтаж плит покрытия необходимо выполнять с соблюдением установленной проектом глубины опирания их на опорные конструкции. При этом глубина опирания должна составлять не менее: • 60 мм – для плит покрытия по стропильным конструкциям с шагом 6 м; • 75 мм – для плит покрытия по стропильным конструкциям с шагом 12 м. При монтаже железобетонных плит покрытия предельно допустимые отклонения показателей качества не должны превышать значений, приведенных в таблице 11.5. Таблица 11.5 Предельно допустимые отклонения при монтаже плит покрытия Показатель качества Значение, мм Перепад лицевых поверхностей двух смежных плит в шве при длине плит, м: до 4 вкл. 5 св. 4 « 8 « 7 « 8 « 16 « 10 11.6.6. Монтаж стеновых панелей Стеновые панели наружных стен производственных зданий обычно применяют длиной 6 и 12 м при высоте 1,2 и 1,8 м. Монтаж стеновых панелей выполняют после устройства каркаса и конструкций покрытия отдельным потоком. Всю длину здания делят на захватки, равные по длине одному, двум или трем шагам колонн. Панели устанавливают снизу вверх, в пределах захватки на всю высоту здания. Если высота здания превышает 12 панелей, их могут монтировать за несколько проходок крана. Первым потоком монтируют часть стен до оконных проемов, вторым – простенки и оконные блоки, третьим – оставшуюся часть стены. Доставка, складирование. Доставку панелей осуществляют панелевозами, на которых они должны располагаться в специальных кассетах в проектном положении (вертикально). 336 11.6. Монтаж железобетонных конструкций Разгружают панели в кассеты, которые могут располагать: • между краном и зданием; • со стороны, противоположной крану; • по обе стороны от крана (рис. 11.26). 2 16,0 1 4 3 5 б 3 1 4 а 5 3 4 1 4 в Рис. 11.26. Монтаж стеновых панелей одноэтажного промышленного здания: а – специальным краном; б – краном на автошасси; в – гусеничным краном; 1 – кран; 2 – площадка крана; 3 – стена; 4 – кассета для стеновых панелей; 5 – автовышка В кассете должно быть достаточно панелей для устройства стены с одной стоянки крана на необходимую высоту. Подготовка панелей и мест установки. До начала монтажа на колоннах выполняют разбивку установочных рисок, определяющих проектное положение конструкций. Панели самонесущих стен устанавливают на фундаментные балки на слой раствора, панели всех последующих рядов – дру г на друга на слой раствора с прокладкой в шов герметизирующего шнура. Навесные панели стен над оконными проемами устанавливают на стальные опорные столики, приваренные к закладным деталям железобетонных колонн. 337 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Строповка, установка и крепление. Строповку шестиметровых стеновых панелей выполняют двухветвевым стропом, панелей длиной 12 м – траверсами. Оттяжками регулируют положение стеновых панелей в плане. Временное крепление панелей осуществляют двумя угловыми струбцинами к колоннам. Этими же приспособлениями панель приводят к вертикали в плоскости стены. Окончательное крепление выполняют электросваркой накладных деталей к закладным деталям колонн и стеновых панелей. В качестве монтажных механизмов используют башенные и самоходные стреловые краны; на высоких зданиях – крышевые краны. При монтаже панелей наружных стен монтажники располагаются на специальных подмостях. Более рационально использовать самоходные подмости, люльки или автоподъемники. Герметизацию швов в стеновых панелях выполняют сразу после монтажа всех панелей здания. При монтаже железобетонных стеновых панелей предельно допустимые отклонения показателей качества не должны превышать значений, приведенных в таблице 11.6. Таблица 11.6 Предельно допустимые отклонения при монтаже стеновых панелей Показатель качества Значение, мм Отклонение от совмещения рисок геометрических осей, граней в нижнем сечении установленных панелей с установочными рисками геометрических осей или гранями нижележащих элементов: панелей и блоков несущих стен 8 панелей навесных стен 10 Отклонение от вертикали верха плоскостей: панелей несущих стен 10 крупных блоков несущих стен 12 панелей навесных стен 12 Отклонение отметок маяков относительно монтажного горизонта ±5 Разность отметок верха панелей каркасных зданий в пределах выверяемого участка: при контактной установке 12 + 2n установке по маякам 10 Примечание. n – количество установленных по высоте панелей. 338 11.7. Монтажные соединения 11.7. МОНТАЖНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Монтажным соединением называют взаимное примыкание строительных конструкций при их установке в проектное положение. Трудоемкость устройства монтажных соединений составляет 30–60 % всей трудоемкости монтажа. Качество соединений в значительной степени определяет надежность смонтированных конструкций, обеспечивает эксплуатационные показатели здания. В зависимости от вида конструкций и их положения соединения выполняют в виде стыков, швов и узлов. Стык – место соединения двух крайних торцовых частей конструкции (колонны многоэтажного здания). Швом называют место соединения конструкций в продольном направлении (стеновые панели, плиты перекрытия). Узел – соединение нескольких элементов различного конструктивного назначения (колонны с фундаментом, фермы с колонной). В строительной терминологии их обычно называют стыками. В зависимости от месторасположения и воспринимаемых нагрузок различают стыки несущие и не несущие. К несущим относят, например, стыки элементов каркаса. В зависимости от способов устройства стыки бывают сухие, замоноличенные, смешанные. Сухие стыки выполняют на болтах, заклепках, сваркой (стык металлической колонны с подкрановой балкой). Замоноличенные – это стыки, выполненные с применением раствора или бетона (стык колонны с фундаментом). При их устройстве часто применяют опалубку, а также необходимо время для выдерживания бетона (раствора) до заданной прочности. Смешанные стыки более сложные и трудоемкие: сначала выполняют сухое соединение, затем бетонирование (стык верхних и нижних колонн многоэтажного здания). Ко всем соединениям предъявляют требования по прочности, жесткости, коррозионной стойкости. 339 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 11.8. МОНТАЖ ОДНОЭТАЖНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМ КАРКАСОМ В промышленном и гражданском строительстве наиболее распространены бескрановые одноэтажные промышленные здания (ОПЗ) пролетами 12–24 м и высотой 6,0–9,6 м, а также здания с мостовыми кранами пролетами 18–24 м, высотой 10,8–13,2 м. Все элементы ограждения и покрытия ОПЗ кратны номинальным размерам модулей: планировочного – 6 м, высотного – 1,2 м. Количество пролетов, их размеры и расположение, высота и объем ОПЗ влияют на характер выполнения монтажных работ. Обычно возведение ОПЗ выполняют в три потока: • первый – монтаж конструкций подземной части; • второй – монтаж конструкций каркаса (колонны, подкрановые балки, балки (фермы) покрытия, плиты покрытия); • третий – монтаж стеновых ограждений (стеновые панели, оконные системы). Монтаж конструкций фундаментов описан в подпункте 11.6.1. Монтаж каркаса ОПЗ. В состав работ по монтажу каркаса ОПЗ входят следующие процессы: • монтаж колонн; • монтаж подкрановых балок; • монтаж ферм (балок) покрытия; • монтаж плит покрытия. До начала монтажа сборных конструкций каркаса ОПЗ на объекте должны быть выполнены следующие процессы и мероприятия: • устройство фундаментов под колонны с обратной засыпкой пазух и послойным уплотнением грунта; • нанесены риски разбивочных осей на стаканы фундаментов; • обозначены пути движения и стоянки механизмов; • доставлены в зону монтажа конструкции, материалы в нужном количестве, необходимые приспособления, инвентарь и инструменты для производства работ. Методы монтажа железобетонного каркаса ОПЗ. Разгрузку и складирование конструкций выполняют внутри пролета здания в соответствии со схемой работы крана (рис. 11.27). С точки зрения организации производства работ монтаж каркаса ОПЗ выполняют раздельным, комплексным и комбинированным методами. 340 11.8. Монтаж одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом 24 000 8600 10 000 1 2 5 3 5400 4 12 000 6000 12 000 12 000 6000 6000 6 7 7 8 9 9 24 000 Рис. 11.27. Схема раскладки и монтажа конструкций одноэтажных промышленных зданий: 1 – монтаж подкрановых балок самостоятельным потоком; 2 – монтажный кран; 3 – монтаж плит покрытия; 4 – разгрузка плит покрытия; 5 – дополнительный монтажный кран для разгрузки и размещения элементов в зоне монтажа; 6 – тросы для расстроповки; 7 – оттяжки; 8 – ферма покрытия; 9 – подкрановая балка Раздельный (дифференцированный) метод заключается в том, что последовательно устанавливают все конструкции одного типа: сначала колонны, затем подкрановые балки, фермы и плиты покрытия (рис. 11.28, а). При этом количество проходок крана равно количеству типов конструкций. 341 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 43 27 10 Б 41 28 12 39 11 35 38 29 3713 14 36 42 44 А 17 6 4 1 А 29 27 25 23 20 12 22 24 26 2 9 8 7 6 26 20 19 14 18 17 16 15 28 30 21 19 в 25 22 б 11 24 15 13 11 9 8 10 12 14 16 5 21 18 7 3 10 23 5 4 3 2 1 22 21 20 19 а Б 40 18 17 16 15 34 33 32 31 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Рис. 11.28. Методы мон тажа сборных конструкций одноэтажного промышленного здания: а – раздельный (дифференцированный); б – комп лексный; в – комбинированный Нужно иметь в виду, что стыки колонн с фундаментом до начала монтажа подкрановых балок должны набрать не менее 70 % проектной прочности. Это условие определяет длину монтажных участков. Преимущества такого метода: • кран работает на одном вылете стрелы одними и теми же грузозахватными приспособлениями, что уменьшает затраты машинного времени; • возможность применения различных типов кранов для разных элементов, что важно для максимального использования технических характеристик крана; • высокая производительность труда рабочих за счет выполнения одних и тех же приемов. 342 11.8. Монтаж одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом Недостатки: • большое количество проходок крана, что требует значительных затрат времени и приводит к увеличению сроков строительства здания; • большое количество времени от начала монтажа до сдачи первых ячеек здания, в которых можно было бы уже выполнять последующие работы. Раздельный метод применяют при небольших объемах работ, когда срок возведения данного здания не влияет на срок строительства объекта в целом. Комплексный метод монтажа заключается в том, что осуществляют монтаж всех конструкций в пределах одной-двух ячеек здания, затем – в последующей и т. д. (рис. 11.28, б). Преимущества такого метода: • наиболее быстрая сдача первых ячеек пролета, что открывает фронт работ для устройства последующих конструкций: стеновых панелей, кровли, полов и др.; • минимальное количество проходок крана. Недостатки: • необходимость частой смены грузозахватных приспособлений; • монтаж элементов различной массы одним краном, в то время как грузоподъемность крана рассчитана на наиболее тяжелый элемент; • необходимость технологических перерывов для твердения стыков колонн и фундамента (около 70 % прочности) не позволяет применять данный метод для каркаса с железобетонными конструкциями. Такой метод более приемлем для зданий с металлическим каркасом. Комбинированный метод монтажа подразумевает сочетание раздельного и комплексного, т. е. часть конструкций кран монтирует раздельным методом по всему зданию (колонны), а часть в пределах одной ячейки – комплексным (подкрановые балки, элементы покрытия) (рис. 11.28, в). При монтаже металлических конструкций колонны и подкрановые балки часто монтируют за один проход крана, а при монтаже железобетонных конструкций монтаж подкрановых балок иногда совмещают с монтажом конструкций покрытия. Данный метод включает преимущества и исключает недостатки раздельного и комплексного. 343 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Преимущества: • сокращение сроков и стоимости строительства за счет частичного совмещения производственных процессов; • повышение производительности труда. Это самый распространенный метод для зданий с железобетонным каркасом. Технологические схемы работы кранов. ОПЗ монтируют самоходными стреловыми кранами на гусеничном или пневмоколесном ходу, иногда – автомобильными, козловыми. Важным является выбор направления перемещения монтажных кранов и их стоянок. Необходимо стремиться к уменьшению количества стоянок и длины путей, но при этом следует соблюдать такую технологическую последовательность, при которой обеспечивались бы устойчивость смонтированных элементов и минимальные сроки их монтажа. Монтаж конструкций каркаса монтажный кран может выполнять по следующим схемам: продольной осевой проходкой и поперечной зигзагообразной проходкой. Продольной осевой проходкой самоходный кран выполняет монтаж каркаса с небольшими по протяженности пролетами: шириной до 18 м и шаге колонн 6 м. При этом он перемещается посередине пролета и с одной позиции монтирует от двух до восьми колонн одновременно в двух смежных рядах. Наиболее удобно выполнять монтаж двух или четырех колонн (рис. 11.29, а, б). В данном случае кран, меняя стоянку, сохраняет вылет крюка и при этом упрощается схема раскладки колонн. Недостатком является большое количество стоянок крана, поэтому предпочтение следует отдать монтажу с одной позиции шести, восьми колонн (рис. 11.29, в, г). Это сокращает непроизводственные затраты труда и времени, связанные с перемещением крана на следующую стоянку. Однако данный метод монтажа приводит к сложной раскладке колонн и крану необходимо менять вылет крюка. При больших пролетах (24 м) и большем шаге колонн (12 м) осевое перемещение крана по центру нецелесообразно, так как его грузоподъемность при больших вылетах стрелы резко снижается. В таких случаях кран перемещается вдоль одного ряда колонн (рис. 11.29, д, е) или совершает поперечные зигзагообразные проходки с сохранением минимального вылета стрелы. При этом 344 11.8. Монтаж одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 12 000 а 12 000 б д 12 000 + в + + + + + + 12 000 г + + + + + + + + + + + + + + + 6000 6000 6000 + 24 000 е + 6000 6000 6000 + + 6000 6000 6000 + 6000 6000 6000 + 6000 6000 6000 + 6000 6000 6000 он может монтировать одну, четыре колонны с одной позиции в зависимости от массы колонн и технических характеристик крана. 24 000 Рис. 11.29. Примеры расположения стоянок монтажных кранов при их проходке посередине пролета (а–г ); вдоль ряда колонн (д, е) и монтажа с одной позиции: а – двух колонн; б – четырех колонн; в – шести колонн; г – восьми колонн; д – одной колонны; е – четырех колонн В целях обеспечения беспрерывности монтажа конструкций организацию комплекса монтажных процессов следует выполнять поточными методами, путем деления всего фронта работ на отдельные участки (захватки). Их размер определяют с таким расчетом, чтобы обеспечивались безопасность (необходимая устойчивость конструкций) и качество работ. Так, в качестве монтажного участка многопролетного здания может быть принят целый пролет или его часть (например, температурный блок). На каждом участке различными кранами параллельно выполняют монтажные работы (рис. 11.30). Если монтаж выполняют одним краном, колонны и подкрановые балки монтируют краном с меньшей длиной стрелы, а для конструкций покрытия стрелу наращивают с использованием гуська. 345 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 3 1 2 4 3 2 1 6 6 5 6 2 1 Рис. 11.30. Монтаж промышленного здания тремя потоками: 1 – колонна; 2 – подкрановая балка; 3 – ферма; 4 – плита покрытия; 5 – стеновая панель; 6 – монтажные краны 11.9. МОНТАЖ МНОГОЭТАЖНЫХ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ Многоэтажные промышленные здания в основном проектируют и возводят в каркасно-панельном исполнении. Объемно-планировочное решение таких зданий следующее: сетка колонн – 4,5 × 6,0, 6 × 6, 6 × 9, 6 × 12, 9 × 12 м; высота этажей – 3,3, 3,6, 4,8, 6,0, 7,2, 8,4 м; этажность зданий – 4–6 этажей, 12–20 этажей; колонны – квадратного сечения от 40 × 40 до 60 × 60 см или прямоугольные высотой на 1–5 этажей; стыки колонн на высоте 1 м от отметки перекрытия; ригели – высотой 80 см, шириной 65 см; перекрытия – шириной 150–300 см; стеновые панели навесные – высотой 1,2 и 1,8 м при ширине на пролет 4,5 и 6,0 м. Механизация и методы производства работ. Для монтажа многоэтажных зданий применяют краны башенные, самоходные, стреловые (гусеничные, пневмоколесные), козловые. Башенные краны используют грузоподъемностью 5–25 т; стреловые самоходные краны (гусеничные и пневмоколесные) грузоподъемностью 16–100 т. 346 11.9. Монтаж многоэтажных каркасных зданий При ширине здания до 18 м башенные и стреловые краны устанавливают с одной стороны здания, при большей ширине – с двух сторон или внутри здания. Козловые краны используют при высоте монтируемого здания не более четырех этажей и установке в здании тяжелого, крупногабаритного технологического оборудования. Козловые краны применяют грузоподъемностью до 30 т. При выборе методов производства работ особое внимание уделяют прочности и устойчивости конструкций и частей здания на всех стадиях возведения. Для этого соблюдают такой порядок монтажа, при котором следующий этаж или ярус начинают после устройства конструкций нижнего этажа, надежного закрепления стыков и твердения в них бетона до 70 % проектной прочности. Монтаж многоэтажных каркасных зданий в основном выполняют поэлементным методом, наращиванием. Последовательность монтажа конструкций зависит от объемно-планировочного решения здания и применяемой оснастки. Здания, имеющие протяженность, равную двум температурным блокам и более, разбивают на захватки. За захватку принимают размеры здания в пределах одного температурного блока (в поперечном направлении – ширина или половина ширины здания, в продольном – один температурный блок). Для монтажа каркаса малоэтажных зданий в качестве основной оснастки применяют одиночные кондукторы; при монтаже каркаса многоэтажных зданий – групповые монтажные средства: групповые кондукторы и рамно-шарнирные индикаторы. Монтаж конструкций с применением одиночных кондукторов. Перед началом монтажа каркаса на втором (очередном) ярусе (этаже) необходимо: • закончить установку всех конструкций каркаса нижележащего яруса, выполнить сварку и замоноличивание узлов всех смонтированных элементов; • перенести основные разбивочные оси на перекрытие или оголовки колонн нового яруса; • определить монтажный горизонт и составить исполнительную схему элементов каркаса ранее смонтированного этажа. Последовательность монтажа: • установка кондукторов; • установка колонн в кондукторы, временное закрепление, выверка колонн, заделка стыков; 347 Глава 11. Монтаж строительных конструкций • установка по колоннам ригелей первого этажа и сварка стыков ригеля с колонной; • укладка и закрепление межколонных плит по первому этажу; • снятие кондукторов и установка на первом этаже панелей внутренних перегородок, вентиляционных блоков и диафрагм жесткости; • укладка остальных (рядовых) плит первого этажа. В таком же порядке производят монтаж второго этажа. Монтаж колонн. Технология монтажа колонн нижнего яруса аналогична приведенной в подпункте 11.6.2. При применении одиночных кондукторов для колонн первого и последующих ярусов высотой более 12 м необходимо дополнительно предусматривать расчалки или подкосы (рис. 11.31). 8 2 3 А 3 1 а 2 5 1 1 42 4 25 2 14 9 7 15 6 б 2 16 А 10 13 6000 17 6000 11 г 12 14 в 11.31. Приспособления для временного закрепления и выверки колонн: а – расчалка; б – подкос; в – одиночный кондуктор для установки колонны в стакан фундамента; г – то же, на оголовки ранее смонтированных колонн; 1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – расчалка; 4 – винтовая стяжка; 5 – клиновой зажим; 6 – крюк с подвижной муфтой; 7 – телескопическая штанга; 8 – струбцина; 9 – панель; 10 – стяжные болты; 11 – рамы; 12 – распорный домкрат; 13 – поворотная балка; 14 – запорный шкворень; 15 – винты для выверки колонны; 16 – оголовок колонны; 17 – винты для закрепления кондуктора на оголовке колонны 348 11.9. Монтаж многоэтажных каркасных зданий Последовательность монтажа колонн: • на оголовок ниже установленной колонны закрепляют кондуктор; • монтируемую колонну подают к месту монтажа и устанавливают над кондуктором на расстоянии 30–40 см в требуемое для монтажа положение; • монтируемую колонну закрепля- а б ют регулировочными винтами верхней Рис. 11.32. Установка (а) обоймы кондуктора (рис. 11.32). и выверка (б) колонны Точность приведения колонны в с применением вертикальное положение контролиодиночного кондуктора руют теодолитом по двум осям. Необходимо проверять соосность устанавливаемой и нижестоящей колонн – отклонения не должны превышать 5 мм, а отклонение колонн от вертикали – 3 мм. Способы монтажных соединений сборных колонн могут быть сварные или с использованием муфт. Стыки колонн замоноличивают бетонной смесью или раствором (рис. 11.33). а б в г Рис. 11.33. Последовательность заделки стыка колонн: а – установка опалубки; б – загрузка бетонной смеси в камеру; в – уплотнение бетонной смеси вибратором; г – нагнетание бетонной смеси 349 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Монтаж ригелей, плит перекрытий. Ригели укладывают насухо на консоли колонн симметрично в продольном и поперечном направлениях. Примыкание торцов ригелей вплотную к колоннам не допускается. При сопряжении с колонной выпуски арматуры обоих элементов, а также закладные детали ригеля и консоли колонны сваривают, после чего выполняют замоноличивание стыков (рис. 11.34). а б в 11.34. Установка ригеля: а – нанесение осевой риски на колонну; б – установка ригеля; в – рихтовка ригеля при выверке Основные межколонные (распорные) плиты располагают по осям колонн и приваривают к закладным деталям ригелей в четырех точках. Плоские плиты перекрытий необходимо укладывать на слой раствора толщиной, указанной в проектной документации, но не более 20 мм. Глубина опирания на опорные конструкции для плит перекрытий должна составлять не менее 100 мм. Монтаж стеновых панелей. Цокольные панели первого этажа устанавливают на фундаментные балки, панели последующих этажей – на стальные столики, привариваемые к закладным деталям колонн. Временное крепление осуществляют двумя угловыми струбцинами к колоннам (рис. 11.35). Панели наружных стен монтируют или поэтажно (по ярусам), вслед за монтажом конструкций каркаса данного этажа (яруса), или после возведения конструкции каркаса всего здания. Целесообразно, чтобы навеска стеновых панелей отставала не менее чем на один ярус (этаж) от монтажа других элементов каркаса. Герметизацию и расшивку швов между панелями выполняют после полного возведения здания. 350 11.9. Монтаж многоэтажных каркасных зданий 3 2 4 1 8 5 а 2 в 6 1 7 7 7 б Рис. 11.35. Схемы установки стеновых панелей каркасно-панельного здания: а – навесных; б – простеночных; в – опирающихся на панель перекрытия; 1 – стеновая панель; 2 – колонна; 3 – траверса; 4 – панель перекрытия; 5 – поддерживающее приспособление; 6 – строп; 7 – струбцина; 8 – манипулятор для установки панелей Монтаж конструкций с применением групповых средств. Порядок монтажа конструкций при использовании групповых средств примерно такой же, как и при использовании одиночных кондукторов. При этом кондукторы устанавливают по одному на каждые два продольных ряда колонн. После окончания монтажа конструкций яруса их перемещают в ячейку третьего, затем пятого шагов и т. д. Групповой кондуктор (рис. 11.36) краном подают на перекрытие монтируемого этажа, устанавливают на деревянные подкладки и прикрепляют к ранее смонтированным конструкциям. При установке кондуктора для монтажа колонн в стаканы фундаментов его прикрепляют к петлям фундаментов. 351 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 60 0 60 0 0 0 4 1 2 3 Рис. 11.36. Групповой кондуктор для монтажа колонн: 1 – монтируемая колонна; 2 – зажимные винты на хомутах; 3 – рама кондуктора; 4 – рабочий настил Значительно повышается точность монтажа с применением рамно-шарнирного индикатора (РШИ). Последний состоит из технологически связанных в единый комплекс элементов: рамы индикатора, подмостей, поворотных люлек (хомуты-упоры), фиксирующих устройств и других приспособлений (рис. 11.37). 5 6 4 3 3 7 2 1 6000 Рис. 11.37. Рамно-шарнирный индикатор: 1 – деревянная подкладка; 2 – пространственные подмости; 3 – выдвижные поворотные люльки; 4 – шарнирный индикатор; 5 – ог раждение; 6 – шаровые опоры; 7 – разъемный фланцевый стык 352 11.9. Монтаж многоэтажных каркасных зданий Монтируемые элементы принудительно приводят в проектное положение, при этом к минимуму сводят операции по выверке конструкции. При использовании четырех РШИ можно одновременно монтировать 16 двухэтажных колонн и связанных с ними конструкций (рис. 11.38). I II III N1 N3 N3 N1 N1 N3 N2 N4 N4 N2 N2 N4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 Рис. 11.38. Последовательность перестановки рамно-шарнирного индикатора Последовательность монтажа с использованием РШИ (16 колонн на два этажа): • устанавливают и сваривают между собой по высоте все колонны; • устанавливают на консоли колонн и приваривают к ним ригели первого, а затем и второго этажа; • укладывают и приваривают к ригелям все межколонные плиты первого, а затем второго этажа; • устанавливают перегородки первого этажа; • укладывают в ячейках без РШИ плиты перекрытий первого этажа; • устанавливают в ячейках без РШИ сборные перегородки на втором этаже; • укладывают в ячейках без РШИ плиты перекрытий второго этажа; • переставляют РШИ на новый монтажный участок, а в освободившихся ячейках монтируют остальные элементы; • монтируют лестничные площадки и марши вслед за монтажом элементов каркаса. Кондукторы переставляют на следующие позиции только после сварки стыков всех конструкций. 353 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 11.10. ВОЗВЕДЕНИЕ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ КАРКАСНЫХ ЗДАНИЙ Конструкция каркаса сборно-монолитного здания состоит из традиционных сборных или монолитных колонн и многопустотных плит, объединенных между собой в несущую систему монолитными железобетонными ригелями (рис. 48, вклейка). Ригели в ортогональных направлениях пропущены через специально оставленные в колоннах сквозные проемы. Колонны выполняют многоярусными прямоугольного сечения (400 × 400, 400 × 600 мм), длиной до 15 м. Диафрагмы жесткости, а также конструкции лестнично-лифтового блока выполняют в сборном или монолитном исполнении. В зоне стыков колонн с ригелями арматура полностью обнажена. Сопряжения многопустотных плит с несущими ригелями выполняют из монолитного бетона в виде шпонок, образуемых в полостях по торцам плит на глубину (100 ± 20) мм. Возведение каркаса сборно-монолитных зданий из сборных колонн, плит перекрытий и монолитных ригелей осуществляют в следующем порядке. 1. Монтаж колонн. 2. Монтаж диафрагм жесткости. 3. Установка опалубки и монтаж системы балок несущего ригеля. 4. Монтаж плит перекрытия с зазором между их торцами, в котором будут бетонировать несущие ригели. 5. Установка опалубки под связевые ригели. 6. Армирование ригелей (сквозную арматуру несущих и связевых ригелей пропускают через проемы в колонне). 7. Бетонирование ригелей и межплитных швов. 8. После набора бетоном проектной прочности перестановка опалубки на следующую захватку. Монтаж колонн рекомендуется выполнять с использованием одиночных кондукторов по технологии, описанной в пункте 11.9. Монтаж диафрагм жесткости выполняют после установки, выверки и закрепления сборных колонн. Временное крепление диафрагм жесткости выполняют подкосами или струбцинами к колоннам. Закрепление диафрагм жесткости в проектном положении производят сваркой закладных деталей. 354 11.10. Возведение сборно-монолитных каркасных зданий Для возведения сбор2 3 но-монолитного перекры1 тия можно использовать монтажные мостики – металлические хомуты, устанавливаемые на оголовки колонн. Их располагают в местах опирания ригелей и поддерживают опорны4 ми стойками. 5 Рекомендуется испольРис. 11.39. Схема опалубки зовать опалубку на основе сборно-монолитного перекрытия: опорных башен (рис. 11.39). 1 – сборная плита перекрытия; Опалубку устанавливают 2 – несущий ригель; 3 – связевый ригель; 4 – колонна; 5 – опорная башня под несущие и связевые ригели для поддержания сборных плит и монолитных ригелей в проектном положении. Монтаж начинают с расстановки опорных башен, на которые укладывают балки опалубки несущего ригеля (рис. 11.40). a 4 3 a 5 6 2 7 Рис. 11.40. Схема устройства опалубки несущих ригелей: 1 – опорная башня; 2 – несущая балка; 3 – распределительная балка; 4 – распорка; 5 – прокладка; 6 – палуба; 7 – плита перекрытия; а – не менее 100 мм 1 До начала монтажа сборных плит перекрытия необходимо заглушить пустотные каналы плит штампованными пластмассовыми заглушками. 355 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Монтаж сборных плит перекрытия осуществляют краном. Плиты перекрытия в обязательном порядке должны опираться на распределительные балки. Минимальный размер опирания плиты перекрытия на опалубку должен составлять не менее 100 мм. Устройство опалубки связевых ригелей и монолитных участков выполняют только после полного монтажа опалубки несущих ригелей, установки и выверки сборных плит перекрытия. При армировании несущих и связевых ригелей следует учитывать их сложное перекрестное положение. Арматуру монолитных ригелей пропускают через арматурные выпуски колонн, используя ручную вязку арматурных каркасов. Монтаж сборных или возведение монолитных колонн и диафрагм жесткости каждого вышележащего этажа следует производить после набора бетоном монолитных ригелей и монолитных участков перекрытия не менее 70 % проектной прочности. Для обеспечения высоких темпов возведения каркаса допускается производить монтаж или возведение колонн вышележащего этажа при меньшей прочности монолитных конструкций, применяя метод раннего распалубливания (см. п. 10.6). Опыт проектирования и строительства таких зданий показал, что рассматриваемая конструктивная система полностью адаптирована к существующей индустриальной базе. При этом возможно массовое использование таких доступных изделий и конструкций, как многопустотные плиты перекрытия, ячеистобетонные блоки в качестве стеновых ограждений и др. Каркасная система обладает высокими потребительскими качествами: имеет гибкую планировочную конструкцию, при этом экономична за счет применения типовых конструкций и технологичных опалубочных систем. 11.11. МОНТАЖ БЕСКАРКАСНЫХ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ Крупнопанельное здание представляет собой сложную пространственную систему, жесткость и устойчивость которой обеспечивает взаимное расположение поперечных, продольных стен и дисков перекрытий. 356 11.11. Монтаж бескаркасных крупнопанельных зданий Более широкое распространение получили крупнопанельные жилые дома, сблокированные из типовых блок-секций – рядовых, торцовых, угловых, поворотных. Их сочетание определяет конфигурацию здания и методы организации строительства. При возведении многосекционных крупнопанельных зданий монтаж конструкций выполняют преимущественно башенными кранами грузоподъемностью от 5 до 30 т поэлементно, методом наращивания. Здания до трех секций обычно монтируют одним краном. Здания в две и три секции разбивают на захватки и монтажные зоны. Это позволяет использовать несколько монтажных кранов и ускорить сроки монтажа. При установлении последовательности монтажа конструкций панельного здания нужно иметь в виду, что в любом случае монтаж необходимо выполнять «на кран»; особая точность монтажа требуется по углам здания и по лестничным клеткам. Монтаж стеновых панелей каждого последующего этажа необходимо выполнять только после геодезической проверки монтажного горизонта уже смонтированного этажа, устройства выравнивающего слоя раствора, установки фиксаторов панелей по проектным отметкам. Последовательность монтажа зависит от конструктивного решения здания. В зданиях с продольными несущими стенами начинают установку с двух панелей, образующих угол торцовой и наиболее удаленной от крана продольной стены. Затем монтируют все элементы наиболее удаленной от крана продольной стены. После этого выполняют монтаж панелей внутренних стен, примыкающих к смонтированной наружной стене, завершают монтаж торцовой стены. Затем выполняют монтаж продольной стены, приближенной к крану. По окончании монтажа наружных стен завершают монтаж внутренних, затем монтируют элементы лестничной клетки, сантехкабины, плиты перекрытия. В зданиях с поперечными несущими стенами сначала монтируют панели поперечных стен, затем панели продольных наружных стен, после чего – внутренние стены и перегородки, сантехкабины, лестничные площадки и марши, панели перекрытия. Транспортные процессы. Монтаж конструкций бескаркасных крупнопанельных зданий целесообразно осуществлять с транспортных средств. Их доставляют специализированными видами 357 Глава 11. Монтаж строительных конструкций транспорта (см. рис. 4.1) – панелевозами, в соответствии с монтажно-транспортными графиками и комплектовочными ведомостями. При доставке конструкций на расстояние до 10 км применяют челночную схему работы транспорта; на расстояние более 10 км – маятниковую. Наружные стеновые панели доставляют на строительную площадку с комплектом металлических соединительных деталей и накладок, которые транспортируют в закрытых контейнерах. Офактуренные поверхности стеновых панелей должны быть защищены от повреждения. До начала монтажа стеновых панелей должны быть выполнены следующие подготовительные процессы: замоноличены швы в панелях перекрытия; определен монтажный горизонт; вынесены разбивочные оси и установочные риски; смонтирован блок шахты лифта. Подготовка панелей. При подготовке панелей проверяют наличие необходимых рисок. При герметизации горизонтальных стыков пористый жгут сразу наклеивают на мастике на нескольких панелях. Поверхности панелей наружных стен, образующие стыки, должны быть покрыты грунтовочными составами, наносимыми в заводских условиях. Подготовка основания. До начала монтажа наружных стеновых панелей опорную поверхность очищают и укладывают асбестоцементные, растворные или деревянные маяки толщиной около 12 мм. Посредством их обеспечивается точность установки панелей по высоте и свежий раствор не выжимается. Под каждую панель укладывают по два маяка на расстоянии 0,2–0,3 м от торцов панели. Верх маяков устанавливают в соответствии с монтажным горизонтом. Отклонения отметок маяков относительно монтажного горизонта не должны превышать ±5 мм. Слой цементного раствора расстилают выше уровня маяков на 3–5 мм. Марку раствора указывают в проекте. Постель не должна доходить до обреза стены на 2–3 см, чтобы при выдавливании раствор не загрязнял фасад. Монтаж стеновых панелей. Строповку панелей размерами на одну комнату выполняют двухветвевым стропом; при бо ́льших размерах – четырехветвевой универсальной траверсой. При установке панель ориентируют по рискам. Монтаж начинают с особо точной выверки базовых (маячных) панелей (две поперечные и одна продольная), образующих жесткий блок (рис. 11.41). 358 11.11. Монтаж бескаркасных крупнопанельных зданий 4 2 1 а 3 1 4 1 б 1 6 4 4 5 1 в 1 4 7 г 1 1 Рис. 11.41. Установка наружной стеновой панели бескаркасного здания: а – выверка в плане; б – временное крепление; в – выверка по вертикали; г – расстроповка; 1 – установочные контрольные риски; 2 – монтажный лом; 3 – шаблон для установки панелей по рискам; 4 – подкос; 5 – рейка-отвес; 6 – тяга дистанционной отцепки крюка; 7 – кельма Временно панель закрепляют треугольными стойками, металлическими связями, подкосами (по два подкоса на панель). Нижний конец подкоса крепят за анкерное устройство, установленное в технологическое отверстие плиты перекрытия, верхний – за анкерную или подъемную петлю наружной стеновой панели. Снимать элементы временного крепления можно только после их постоянного крепления. Вертикальность установки проверяют рейкой-отвесом и рейкой-уровнем, теодолитом и нивелиром. Расстроповку наружных стеновых панелей можно производить только после их окончательной выверки и временного закрепления. После установки смежных панелей окончательное закрепление выполняют сваркой закладных деталей. Перед началом монтажа конструкций нового этажа выравнивают поверхность перекрытия и осуществляют точную разбивку мест установки стеновых панелей по всему периметру захватки. 359 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Санитарно-технические кабины следует устанавливать на выверенное по горизонтали основание из прокаленного песка толщиной 10–15 мм. Предварительно под него подкладывают слой гидроизоляционного материала (рис. 11.42). а б в г Рис. 11.42. Установка санитарно-технических кабин: а – подготовка основания; б – выверка сантехкабины; в – установка; г – расстроповка При монтаже санитарно-технических кабин должны быть совмещены стояки выше- и нижерасположенных кабин. Стены верхней и нижней кабин необходимо совмещать в стыке и устанавливать по одной вертикали. Отверстия в панелях перекрытия для пропуска стояков после установки кабин, монтажа стояков и проведения гидравлических испытаний должны быть заделаны. Между вентиляционными блоками, санитарно-техническими кабинами, блоками шахт лифтов и примыкающими элементами перекрытий (стен) должны выдерживаться зазоры, указанные в проектной документации. Примыкание данных конструкций вплотную к перекрытиям или стенам не допускается. Монтаж лестничных маршей и площадок необходимо выполнять по мере возведения стен здания и после приемки опорных элементов, включая их геодезическую проверку. Лестничные марши следует укладывать на слой цементного раствора толщиной до 20 мм. Толщину подстилающего слоя и марку раствора принимают в соответствии с проектной документацией. 360 11.11. Монтаж бескаркасных крупнопанельных зданий Монтаж панелей перекрытий ведут от ячеек, примыкающих к лестничной клетке. Сначала устанавливают панели удаленного от крана ряда, затем ближнего. Монтаж ведут последовательно в две стороны от лестничной клетки. Первую плиту при укладке принимают с подмостей, последующие – с уже смонтированных плит перекрытий. При любой схеме монтажа до укладки междуэтажных перекрытий в пределах каждой захватки должны быть полностью установлены панели стен и перегородок, вентиляционные блоки, санитарно-технические кабины, выполнена подготовка под полы. Нижележащее перекрытие должно быть загружено материалами и изделиями, необходимыми для выполнения внутренних работ на данном этаже. Герметизация швов стеновых панелей необходима для предохранения конструкций от коррозии, промокания, продувания и промерзания. Для предохранения от продувания и промокания снаружи и поверх выступа горизонтального стыка панели укладывают жгуты и шнуры из резины, пароизола, других герметизирующих материалов (рис. 11.43). б а в г д Рис. 11.43. Герметизация швов стеновых панелей: а – нанесение мастики на срез герметизирующего шнура; б – склеивание и обмотка герметизирующей лентой стыка шнура; в – то же, угла; г – нанесение мастики под шнур; д – укладка шнура 361 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Водонепроницаемость шва обеспечивают заделкой уплотняющей мастикой. Мастику применяют в наружных и внутренних швах. Герметизируют сначала швы с внутренней стороны, затем – с наружной. После окончания работ по герметизации стыков и швов наружных и внутренних панелей пространство между их гранями замоноличивают бетонной смесью с тщательным уплотнением. 11.12. МОНТАЖ ЗДАНИЙ ИЗ ОБЪЕМНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Объемный элемент – готовый строительный блок с установленным инженерным оборудованием и выполненной отделкой или подготовленный под отделку. Это блоки-комнаты, блоки-квартиры, санитарно-технические кабины, лифтовые шахты и др. Они могут быть изготовлены на заводе-изготовителе в виде: • «стакана» с приставной панелью потолка; • «опрокинутого стакана» с приставной панелью пола; • «лежачего стакана» с приставной наружной стеновой панелью. Масса блоков-комнат может составлять 6–10 т, блоков-квартир – 20–30 т. Блоки грузят на заводе краном с использованием балансирной траверсы. Перевозят на трейлерах или на специальных транспортных средствах с применением подрессорных платформ. Транспортные средства должны быть оборудованы устройствами для погашения вибрационных нагрузок, что предохраняет конструкцию блока от образования трещин. При перевозке блоки защищают от воздействия осадков. Порядок монтажа зданий из объемных элементов зависит от конструкции блока, способов их соединения, применяемых механизмов. Чаще всего такие элементы монтируют с помощью козловых (рис. 11.44), башенных, гусеничных стреловых кранов. Для самоходных кранов требуется широкий сквозной проезд. Здание при длине 10–12 секций разбивают на захватки. Первыми монтируют блоки, наиболее удаленные от кабины машиниста. Подъем блоков с трейлеров осуществляют в два приема: сначала блок приподнимают и отводят в сторону, проверяя его положение в пространстве и надежность строповки, затем подают 362 11.12. Монтаж зданий из объемных элементов к месту установки. Объемные элементы имеют большую массу и несимметрично расположенный центр тяжести, что создает даже при небольшом ветре парусность. Для удержания от раскачивания используют оттяжки, которые крепят к пространственной траверсе по диагонали. 3 2 4 1 Рис. 11.44. Монтаж зданий из объемных элементов козловым краном: 1 – транспортное средство; 2 – козловой кран; 3 – грузоподъемная траверса; 4 – объемный блок Блоки устанавливают друг на друга точечно (по четырем углам) или линейно (по всему контуру). Для блоков с точечным опиранием по углам устанавливают опорные площадки из металлических пластин, которые набирают до нужной высоты при нивелировании блока. Вокруг этих площадок укладывают цементный раствор. Для блоков с линейным опиранием вначале по углам устанавливают четыре деревянных маяка, а по периметру блока расстилают полосу из цементного раствора шириной 100–120 мм. Деревянные маяки предотвращают выдавливание раствора, обеспечивая необходимую толщину его слоя. Выверку блока осуществляют упорными фиксаторами (по два на один элемент). Смежные монтажные элементы соединяют между собой сваркой закладных деталей по углам блоков. Дополнительной жесткости блоков достигают за счет объема и массы самих блоков. 363 Глава 11. Монтаж строительных конструкций Герметизацию стыков выполняют с использованием пористых жгутов или заполнением их быстротвердеющей пеной, нанесением герметизирующей мастики, а сверху защитного покрытия. Трудоемкость возведения таких зданий по сравнению с крупнопанельными сокращается в 3–4 раза, а продолжительность – в 2–3 раза. Недостатком являются увеличение грузоподъемности монтажных механизмов, сложность транспортирования объемных элементов. 11.13. МОНТАЖ ЗДАНИЙ МЕТОДОМ ПОДЪЕМА ПЕРЕКРЫТИЙ И ЭТАЖЕЙ Метод подъема перекрытий и этажей используют для возведения небольших в плане каркасных зданий, высотой 5–9 этажей (метод подъема этажей) и свыше 9 этажей (метод подъема перекрытий). Обязательным условием является наличие в здании ядра жесткости (лифтовая шахта и т. п.). Метод подъема перекрытий и этажей – специфический и достаточно трудоемкий. Однако в отдельных случаях он может быть единственно возможным при возведении здания: в стесненных условиях, при сложных инженерно-геологических условиях площадки, когда нет возможности установить традиционные краны для монтажа конструкций. Сущность метода подъема перекрытий заключается в том, что на уровне земли изготовляют пакет перекрытий, затем плиты с помощью подъемников перемещают по колоннам и ядрам жесткости и закрепляют в проектном положении (рис. 11.45). Фундаменты под ядро жесткости выполняют в виде цельной монолитной плиты. Затем бетонируют ядро жесткости на всю высоту здания либо с опережением на несколько этажей. Далее возводят на высоту яруса (до 5 этажей) колонны, на которые одевают стальные воротники в виде квадратной рамы. Они необходимы для пропуска и закрепления грузовых тяг. Воротники сваривают с арматурой плиты. Пакет перекрытий и покрытие бетонируют на уровне земли. После бетонирования поверхность каждой плиты покрывают специальной эмульсией, воском, пленкой для предотвращения склеивания при подъеме. В плитах предусматривают проемы под колонны для пропуска тяг. 364 11.13. Монтаж зданий методом подъема перекрытий и этажей 3 7 2 2 3 1 а 8 6 4 9 10 5 б Рис. 11.45. Этапы устройства перекрытий методом подъема: а – установка воротников, бетонирование первой плиты; б – бетонирование и подъем плит, наращивание колонн; 1 – колонна первого яруса; 2 – ядро жесткости; 3 – домкраты для подъема плит; 4 – комплект воротников на колонне; 5 – пакет забетонированных плит; 6 – плиты верхних этажей, поднятые в промежуточное положение; 7 – монтажные подмости; 8 – крышевой кран; 9 – колонны второго яруса; 10 – монтажный механизм для бетонирования пакета плит Плиты поднимают после набора бетоном прочности 100 %. Опирание плит на колонны или стенку ядра жесткости производится автоматически при достижении проектных отметок. Для подъема конструкций применяют электромеханические, электрогидравлические и другие подъемники с пультом управления на 12 шт. Их располагают на оголовках колонн. Грузоподъемность подъемников может составлять 50–400 т. Скорость подъема 2–4 м/ч. Одновременно может работать 24–36 подъемников. Для обеспечения синхронности работы их количество не должно превышать 20–25. При применении метода подъема перекрытий, помимо подъемников, для подачи сопутствующих процессу материалов и конструкций используют наземные стреловые краны. Монтаж стеновых панелей и подъемников выполняют кранами, которые поднимаются вместе с покрытием. По окончании работ их демонтируют и снимают по частям. Перенос работ по бетонированию перекрытий здания с уровня проектных отметок на уровень земли позволяет обеспечить почти двукратное снижение трудовых и энергетических затрат. Метод подъема этажей представлен на рисунке 11.46, его специфика аналогична методу подъема перекрытий. 365 Глава 11. Монтаж строительных конструкций I II 3 4 3 2 3 III 4 IV 6 1 1 7 5 V 4 VI 6 3 6 10 4 3 3 VII 3 6 8 3 VIII 6 10 10 10 9 9 Рис. 11.46. Последовательность возведения здания методом подъема этажей: I–VIII – этапы работ; 1 – колонны первого яруса; 2 – временные монтажные связи; 3 – ядро жесткости; 4 – гидравлический подъемник; 5 – пакет забетонированных междуэтажных плит; 6 – крышевой кран; 7 – верхний этаж здания в период монтажа конструк ций; 8 – кран для монтажа конструкций этажей; 9 – смонтированный этаж, подготовленный к подъему; 10 – этажи здания, поднятые с помощью подъемников в промежуточное положение 11.14. МОНТАЖ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОБОЛОЧЕК ПОКРЫТИЙ БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ Оболочка – пространственная конструкция, у которой верхняя и нижняя поверхности криволинейны, а расстояние между ними (толщина оболочки) так мало, что его отношение к радиусу кривизны составляет от 1/20 до 1/1000. Оболочки устраивают в качестве покрытия спортивных, зрелищных и торговых сооружений. В строительстве применяют оболочки сферические, цилиндрические, эллиптические, гиперболические, складчатые и др. Железобетонные оболочки двоякой положительной гауссовой кривизны способны перекрывать пролеты размером более 100 м. 366 11.14. Монтаж железобетонных оболочек покрытий большепролетных зданий Многоволновыми многопролетными цилиндрическими оболочками целесообразно покрывать здания с шагом колонн 12 м (длина диафрагм) и пролетами 24, 36, 60 м (длина бортовых элементов). Длинную цилиндрическую оболочку размером 12 × 24 м собирают из бортовых элементов в виде двухскатных предварительно напряженных балок и криволинейных плит размером 3 × 12 м. Усиление несущей способности элемента выполняют с помощью монтажных затяжек (рис. 11.47). 2 7 а 1 24 000 12 0 00 3 4 24 б 6 000 5 1 18 00 0 18 00 0 Рис. 11.47. Покрытие из цилиндрических оболочек: а – панелей-оболочек; б – монтаж оболочек укрупненными блоками из ребристых плит; 1 – колонна; 2 – панель-оболочка КСО; 3 – подстропильная ферма; 4 – укрупненный блок оболочки из ребристых плит; 5 – контурная ферма (диафрагма); 6 – стропильная балка (ферма); 7 – блок оболочки с временной (инвентарной) затяжкой Цилиндрические оболочки могут также укрупнять ребристыми плитами размером 3 × 6 м в монтажные секции 3 × 18 м, устанавливая их на стропильные конструкции. Получили распространение два основных метода монтажа оболочек из сборных элементов: на проектных и на нулевых отметках. Монтаж оболочек на проектных отметках состоит в том, что конструкцию оболочки собирают на стоечных или блочно-телескопических лесах (кондукторах). После монтажа элементов, сварки арматуры и замоноличивания стыков кондукторы снимают. При монтаже оболочек на нулевых отметках укрупнительную сборку плит выполняют на уровне земли на специальных передвижных стендах-кондукторах. Кондукторы перемещают на 367 Глава 11. Монтаж строительных конструкций тележках по рельсам. Затем укрупненные блоки подают на проектные отметки. Плиты-оболочки поднимают за четыре петли, расположенные в углах, с помощью монтажных кранов, подъемников или домкратов. Оболочки устанавливают на подстропильные фермы и крепят, приваривая закладные детали к опорным пластинам на верхнем поясе фермы. 11.15. МОНТАЖ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ Особенности монтажа металлических конструкций заключаются в следующем: • при транспортировании конструкций следует обращать внимание на то, чтобы они не деформировались, при необходимости выполняют их усиление; • необходимо тщательно защищать выпуски анкерных болтов, все резьбовые соединения и закладные детали от повреждения и загрязнения; • при приемке следует обращать внимание на состояние окрашенных поверхностей, при необходимости защитное покрытие восстанавливают в условиях строительной площадки; • металлические конструкции, по сравнению с железобетонными, чаще укрупняют в пространственные блоки; • вследствие особенностей узловых соединений требуется более высокая точность выверки конструкций по сравнению с железобетонными. Ввиду того что стыки металлических конструкций сухие и не требуют технологических перерывов, применяют комплексный метод монтажа. При данном методе осуществляют установку всех конструкций каркаса в пределах одной ячейки, после чего процесс повторяют в следующей ячейке. Это является преимуществом зданий с металлическим каркасом, так как открывается фронт работ для выполнения последующих процессов. От точности монтажа стальных колонн зависит точность установки остальных конструкций, а также всего здания в целом. При безвыверочном монтаже колонны изготовляют с допуском по длине ±2 мм. 368 11.15. Монтаж металлических конструкций При раскладке колонны укладывают на деревянные подкладки для предотвращения коррозии, обустраивают необходимой оснасткой. Колонны высотой на этаж монтируют целиком, более высокие – укрупняют. Перед началом монтажа проверяют положение фундаментов, опорных элементов, состояние резьбы анкерных болтов. Резьбу во время монтажа следует защищать от повреждения колпачками и предохранять от коррозии. Анкерные болты должны быть установлены и забетонированы вместе с фундаментом. Башмаки стальных колонн могут опираться на фундаменты следующими способами. 1. С подливкой и установкой на заранее строганые опорные плиты (рис. 11.48, а). При этом монолитный фундамент устраивают на 50–100 мм ниже отметки подошвы опорной плиты башмака. Под двухветвевые колонны устраивают по две плиты (рис. 11.49). Отклонение опорной плиты от проектного положения не должно превышать ±1,5 мм. Закрепляют опорные плиты гайками. 5 5 а 50–80 4 3 2 1 5 4 4 6 7 1 б 1 в Рис. 11.48. Схемы установки стальных колонн на фундаменты: а – на заранее выверенные стальные плиты с верхней строганой поверхностью; б – непосредственно на поверхность фундамента; в – на заранее установленные опорные детали; 1 – железобетонный фундамент; 2 – бетон подливки; 3 – опорная плита; 4 – башмак; 5 – колонна; 6 – опорная плита; 7 – опорные детали 2. На тщательно выровненную под проектную отметку поверхность фундамента, без последующей подливки раствором (рис. 11.48, б). Отклонение забетонированной поверхности фундамента по высоте не должно превышать ±5 мм. Опорную поверхность колонны фрезеруют на заводе. 3. По заранее установленным и выверенным опорным деталям, заделанным в фундамент, с последующей подливкой раствором (рис. 11.48, в). В качестве опорных деталей используют балки, 369 Глава 11. Монтаж строительных конструкций рельсы, уголки. После выверки колонны по вертикали ее закрепляют гайками, а между подошвой колонны и поверхностью фундамента заливают цементный раствор или мелкозернистый бетон. 2 1 а 3 б 5 4 Рис. 11.49. Подготовка (а) и установка (б) опорных плит на анкерные болты: 1 – плита; 2 – планки; 3 – анкерный болт; 4 – фундамент; 5 – гайка Строповку колонн выполняют за верхний конец колонны, обвязочным стропом, штыревым и другими захватами. Их снимают только после постоянного закрепления колонны. Перед установкой колонны необходимо прокрутить гайки по резьбе анкерных болтов. При безвыверочном монтаже колонну приводят в проектное положение совмещением осевых рисок на башмаке колонны и опорных плитах. Устойчивость колонн высотой до 15 м обеспечивают, затягивая гайки на анкерных болтах, а при наличии узких башмаков – дополнительной установкой расчалок в направлении наименьшей жесткости. При высоте колонн более 15 м закрепление назначают по расчету. Первые две колонны сразу раскрепляют постоянными или временными монтажными связями. В многоэтажных зданиях колонны вышележащих ярусов устанавливают фрезерованными торцами на строганые плиты оголовков колонн предыдущего яруса, точно совмещая осевые риски. Стальные подкрановые балки обычно бывают двутаврового сечения. Они имеют торцовые опорные ребра со строганой нижней кромкой, которыми опираются на консоли колонн. 370 11.15. Монтаж металлических конструкций Технология монтажа металлических балок аналогична монтажу железобетонных. Строповку выполняют за две точки универсальным стропом «в обхват», а также траверсами, клещевыми захватами. Положение балок при монтаже контролируют по рискам на консолях колонн и установленной балке. Временное крепление осуществляют на болтовых соединениях, по высоте и в плане регулируя стальными подкладками. Между собой балки соединяют болтами. В торцовых и опорных ребрах для этой цели имеются отверстия для болтов. При монтаже балок массой 20–100 т используют два крана. Подъем и установку стропильных ферм необходимо производить с закрепленными расчалками или монтажными распорками. Количество, сечение и места креплений расчалок или распорок должны быть указаны в ППР. Установку ферм в проектное положение производят, совмещая болтовые отверстия в узлах крепления с колоннами. Первую пару стропильных ферм, монтируемых раздельно, следует временно закреплять расчалками и сразу же связями и распорками; каждую последующую ферму – расчалками или монтажными распорками в соответствии с ППР. Оставлять фермы, закрепленные проектными болтами к опорам и расчалками, без связей после окончания рабочей смены не допускается. В таком случае необходимо закрепить верхний пояс временными жесткими связями. Снимать расчалки и монтажные распорки разрешается только после закрепления и выверки положения ферм, а также установки и закрепления связевых панелей покрытия. Стальные листы профилированного настила необходимо укладывать по разметке, в зависимости от ширины профилированного листа. Крепление к несущим элементам покрытия выполняют с помощью самонарезающих винтов либо дюбелями. Если в документации не оговорен шаг между крепежными элементами, листы должны крепиться в поперечном направлении через волну на промежуточных опорах и в каждой волне — по периметру. В продольном направлении листы следует крепить между собой с помощью комбинированных заклепок или самонарезающих винтов с шагом крепежа 500 мм. 371 Глава 11. Монтаж строительных конструкций 11.16. КОНВЕЙЕРНЫЙ МЕТОД МОНТАЖА Традиционные методы поэлементной сборки конструкций покрытия требуют значительного объема верхолазных работ. Это снижает производительность труда и в какой-то степени качество работ. Альтернативой является конвейерный метод монтажа, суть которого заключается в том, что на специально установленных поточно-конвейерных линиях собирают пространственные металлические блоки с высокой степенью готовности, а затем устанавливают их в проектное положение. Блок может состоять из двух подстропильных и двух–четырех стропильных ферм, связанных прогонами, связями, профнастилом. Его масса может достигать 100 т. Конвейер (рельсовый путь) располагают вдоль фасада продольной или поперечной стены. По нему в заданном ритме перемещаются тележки кондукторов, проходя через ряд постов, на каждом из которых выполняются операции по сборке, сварке деталей, антикоррозионной защите и отделке блоков. После приемки на последнем посту надвижку блоков в монтажную зону осуществляют козловыми, башенными или стреловыми кранами большой грузоподъемности, а также с помощью установщика. Установщик представляет собой решетчатую раму, которая перемещается по подкрановым путям мостового крана или собственным. Скорость монтажа – четыре блока в сутки. Применение конвейерного метода обеспечивает значительное снижение трудоемкости и сокращение сроков монтажа. Однако это при условии, если площадь возводимого здания не менее 20 000–30 000 м2, а перекрываемые пролеты не более 24–36 м. В противном случае в связи с дополнительными расходами на оборудование конвейерной линии, перерасходом металла для увеличения жесткости блоков (от 7 до 8 %) и их утяжелением конвейерный метод по сравнению с поэлементным монтажом будет менее экономичным. 372 11.18. Монтаж конструкций в зимних условиях 11.17. МОНТАЖ КОНСТРУКЦИЙ ВЫСОТНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ Сооружения высотой свыше 50 м называют высотными. К ним относят опоры линий электропередачи, радиобашни, телефонные вышки и др. В зависимости от типа, размеров и массы конструкции применяют следующие методы монтажа: • подъем целиком методом поворота; • наращивание в проектном положении отдельных элементов; • подращивание предварительно собранной верхней части сооружения. Метод поворота применяют при монтаже конструкций высотой не более 100 м. Собранную на земле из отдельных элементов конструкцию закрепляют одной частью опоры в специальном шарнире, установленном на фундаменте. Подъем осуществляют с помощью мачты, шевра. Метод наращивания применяют при высоте конструкции до 60 м. При этом с помощью стрелового крана устанавливают две нижние секции мачты, которые раскрепляют временными расчалками. Затем на второй секции закрепляют обойму самоподъемного крана. С помощью полиспаста поднимают очередную секцию. После ее установки по стволу крана поднимают его обойму и закрепляют на новой стоянке, затем выдвигают ствол крана, снова крепят к мачте, и цикл повторяется. Метод подращивания основан на том, что в специальном опорном устройстве монтируют верхнюю часть башни, затем гидравлическими подъемниками ее поднимают, закрепляют, подращивают следующей секцией, и цикл повторяется. Этот метод был специально разработан для высоких телевизионных башен (более 300 м). 11.18. МОНТАЖ КОНСТРУКЦИЙ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ Стоимость работ в зимних условиях повышается на 1–6 % от общей стоимости строительства здания. В общем технология монтажа в зимнее время остается традиционной. Существуют из373 Глава 11. Монтаж строительных конструкций менения, связанные с дополнительными требованиями к следующим процессам: • складированию, хранению и подготовке к монтажу конструкций; • устройству монтажных соединений. Сборные конструкции хранят на складах, на высоких подкладках и применяют все меры, исключающие обледенение поверхностей. Перед монтажом их очищают скребками, щетками, а также горячим воздухом (горячей водой или паром нельзя). Более уязвимым местом является стык, который быстро замерзает, поэтому необходимо принимать меры, исключающие замерзание бетона в стыке до достижения им критической прочности. На выбор метода заделки стыков влияют характер их работы, местоположение, наличие закладных деталей и др. Стыки устраивают безобогревным, обогревным и комбинированным методами. Безобогревный метод основан на использовании противоморозных добавок, таких как поташ, мочевина, нитрит натрия, хлорид кальция и др. Количество противоморозных добавок, методы укладки и выдерживание бетона зависят от температуры наружного воздуха, расположения стыка (внутри, снаружи) и др. Требования по применению бетона с противоморозными добавками представлены в главе 10. Обогревный метод заключается в применении обычных бетонов, но с тепловой обработкой. Класс бетона в стыках при данном методе повышают на одну ступень по сравнению с проектным. Поверхности конструкций перед заполнением стыка должны быть отогреты до положительной температуры, но не выше 50 ° С. Бетон также прогревают, но не выше 40 ° С (зависит от температуры наружного воздуха). Тепловую обработку бетона выполняют электропрогревом, инфракрасным, индукционным и кондуктивным методами. Электропрогрев выполняют с использованием электродов диаметром 6–8 мм, которые устанавливают с шагом 20–25 см. При этом следят за режимом электропрогрева и прочностью бетона. Измеряют температуру стыка в первые 3 ч через 1 ч, в последующем – 2 раза в смену. Поверхности стыков укрывают гидроизоляционным материалом и утепляют. 374 11.18. Монтаж конструкций в зимних условиях При инфракрасном прогреве используют трубчато-металлические инфракрасные излучатели (рис. 11.50, а). Их монтируют во внутренних полостях двухступенчатых опалубок или устанавливают на инвентарную металлическую опалубку. Температуру регулируют автоматически включением и отключением тока. 1 2 2 1 а 3 4 4 3 6 5 5 6 б 3 Рис. 11.50. Прогрев стыков сборных конструкций: а – инфракрасным излучением; б – кондуктивным методом; 1 – инфракрасный излучатель; 2 – отражатель; 3 – металлическая опалубка; 4 – греющая кассета; 5 – уголок; 6 – изолированные провода Индукционный нагрев применяют при заделке стыков, конструкция которых позволяет намотать катушку – индуктор. Этот метод наиболее целесообразен для прогрева соединения колонн многоэтажного здания. Кондуктивный нагрев основан на использовании греющей опалубки (рис. 11.50, б). Комбинированный метод предполагает использование нитрита натрия, а также прогрев стыка вышеназванными методами. Зимний период времени меньше всего влияет на монтаж металлических конструкций, так как при их соединении в основ375 Глава 11. Монтаж строительных конструкций ном используют сухие стыки. Необходимо только иметь в виду, что металлические конструкции становятся более хрупкими при низких температурах и монтаж должен быть связан со свойствами стали, из которой они изготовлены. Также следует обратить внимание на их состояние при транспортировании, подаче на монтаж. В целях предотвращения деформаций при перемещении чаще приходится выполнять усиление конструкций. Существуют также ограничения на ведение сварочных работ при устройстве стыков и соединений, так как сварку нельзя выполнять при температуре ниже –30 ° С. Наличие отрицательных температур наружного воздуха накладывает определенные ограничения на процесс герметизации швов стеновых панелей. Герметизация мастиками допускается при температурах не ниже –20 ° С. Для лучшей адгезии с бетоном мастику следует предварительно подогревать до 110–120 ° С. 11.19. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МОНТАЖНЫХ РАБОТ При монтаже конструкций зданий и сооружений должны быть обеспечены: • надежность смонтированных частей зданий и сооружений; • прочность, жесткость, устойчивость и статическая неизменяемость положения конструкций и частей здания, сооружения на всех стадиях монтажа; • точность положения сборных конструкций; • прочность и плотность монтажных соединений. Отпуск железобетонных конструкций на заводах производят при наборе бетоном прочности 70 % от проектной в летнее время и 100 % – в зимнее. При монтаже не допускается изменение расчетной схемы работы конструкции. Точность установки конструкций проверяют по нанесенным на них рискам и отметкам, а также геодезическими приборами. В этих целях поэтапно, по мере возведения конструкций, геодезические службы составляют исполнительные схемы. При монтаже особенно внимательно контролируют сварные швы. 376 11.20. Требования безопасности при монтаже конструкций Контроль качества бетона в стыках осуществляют проверкой стандартных образцов-кубиков. Их изготовляют из той же смеси, что и бетон в стыке, и выдерживают в тех же температурно-влажностных условиях. Контроль внешним осмотром состояния конструкций, стыков и швов необходимо осуществлять в течение всего периода монтажа здания. Допуски и отклонения при монтаже конструкций указаны в тексте данной главы при описании процессов монтажа. Сведения о производстве работ ежедневно следует вносить в журналы: • Журнал работ по монтажу строительных конструкций; • Журнал по замоноличиванию монтажных стыков и узлов; • Журнал сварочных работ; • Журнал антикоррозионной защиты сварных соединений. При приемке работ представляют следующую документацию: • паспорта и сертификаты на сборные конструкции, вспомогательные материалы, сварочные электроды; • рабочие чертежи конструкций; • журналы (указаны выше); • документацию по испытанию сварки и замоноличиванию стыков; • акты освидетельствования скрытых работ и промежуточной приемки ответственных конструкций; • акты-приемки смонтированных конструкций; • данные о результатах инструментальной проверки конструкций; • опись дипломов сварщиков, работающих при монтаже конструкций. 11.20. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОНТАЖЕ КОНСТРУКЦИЙ При монтаже строительных конструкций в целях безопасности следует соблюдать требования ТКП 45-1.03-40, ТКП 45-1.03-44, Правил по обеспечению промышленной безопасности грузоподъемных кранов и др. Строительно-монтажные работы должны вы377 Глава 11. Монтаж строительных конструкций полняться по проекту производства работ или проекту производства монтажных работ, в котором должны быть предусмотрены: • соответствие кранов условиям строительно-монтажных работ по грузоподъемности, высоте подъема и вылету стрелы; • безопасное расстояние от электросетей и воздушных линий электропередачи, мест движения городского транспорта и пешеходов; • условия установки и работы кранов вблизи откосов котлованов; • условия безопасной работы нескольких кранов; • применяемые грузозахватные приспособления; • места и габариты складирования грузов, подъездные пути и др. К монтажным работам на объекте допускаются рабочие не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и инструктаж. Места работы на высоте должны иметь соответствующие ограждения. При выполнении работ на высоте необходимо обязательно закрепляться предохранительным поясом и др. Не допускается выполнять монтаж конструкции на высоте, при скорости ветра 15 м/с и более, а также при гололеде, грозе или тумане. Работы по перемещению и установке вертикальных панелей и других конструкций с большой парусностью необходимо прекращать при скорости ветра 10 м/с и более. На участке, где ведутся монтажные работы, не должны выполняться другие работы и находиться посторонние лица. До подъема конструкции и петли должны быть проверены на отсутствие повреждений, очищены от грязи, наледи и т. д. Грузоподъемные машины, съемные грузозахватные приспособления и тару нельзя применять без технического освидетельствования. Монтаж конструкций зданий (сооружений) следует начинать, как правило, с пространственно устойчивой части связевой ячейки, ядра жесткости и т. п. Монтаж конструкций каждого вышележащего этажа многоэтажного здания можно производить лишь после проектного закрепления всех монтажных элементов нижних этажей. На смонтированных лестничных маршах следует незамедлительно устанавливать ограждения (постоянные или временные). Навесные монтажные площадки, лестницы и другие приспособления для работы монтажников на высоте необходимо 378 11.20. Требования безопасности при монтаже конструкций устанавливать и закреплять на монтируемых конструкциях до их подъема. Расчалки должны быть расположены за пределами габаритов движения транспорта и строительных машин. Элементы монтируемых конструкций или оборудования во время перемещения должны удерживаться от раскачивания и вращения гибкими оттяжками. Строповку конструкций и оборудования необходимо производить способами, обеспечивающими возможность дистанционной расстроповки в случаях, когда высота до замка грузозахватного приспособления превышает 2 м. Строповку относят к опасным работам. Выполняющий ее стропальщик должен пройти специальное обучение и аттестацию. Поднимать конструкции следует в два приема: сначала на высоту 0,2–0,3 м, затем после проверки надежности строповки производить дальнейший подъем. При перемещении конструкций или оборудования расстояние между ними и выступающими частями смонтированного оборудования или других конструкций должно быть по горизонтали не менее 1 м, по вертикали не менее 0,5 м. При монтаже конструкций нулевого цикла нужно соблюдать безопасные условия расположения самоходных кранов по отношению к откосу (рис. 11.51). Они должны находиться за пределами призмы обрушения грунта, на расстоянии, указанном в таблице 5.3. lк lк в hк б hк hк а lк Рис. 11.51. Схема привязки самоходных кранов вблизи выемок: а – автомобильного; б – пневмоколесного крана и на спецшасси; в – гусенич ного; lк – расстояние от основания до ближайших опор; hк – глубина выемки 379 ГЛАВА 12. КРОВЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Кровля – это элемент покрытия или крыши, предохраняющий здание от атмосферных воздействий. Покрытие – верхняя ограждающая конструкция, отделяющая помещение здания от наружной среды, защищающая от атмосферных oсадков, других внешних воздействий и состоящая из кровли, утеплителя и несущих конструкций (стропил, плит, прогонов и др.). Крыша – скатное покрытие здания, состоящее из несущей части – стропил и наружной оболочки – кровли. В зависимости о т у к л о н а крыши бывают скатные (уклон более 10°), пологоскатные (уклон от 1 до 10°), плоские (уклон менее 1°). В зависимости от уклона рекомендуется принимать определенный вид и количество слоев кровельного материала (см. таблицу). Допустимые уклоны для различных видов кровель битумнополимерных плоских плиток черепицы Битумнополимерные и мастичные Виды кровли Из штучных материалов Из битумноволнистых кровельных листов и асбестоцементных волнистых листов Из металлических изделий (листовая сталь или медь, металлический профилированный настил, металлочерепица) 1,5–10 % (1–6 °) ≥ 30 ° 30–65 ° ≥ 30 ° ≥ 15 ° 10*–25 % (6–14 °) * При применении рулонных материалов, усиленных дополнительным армированием из стеклотканевой сетки, и механическом креплении к несущей конструкции. 380 12.2. Материалы для кровельных работ Кровли бывают эксплуатируемые и неэксплуатируемые. Эксплуатируемую кровлю используют как по прямому назначению, так и в других эксплуатационных целях (солярий, спортивная площадка, зона отдыха и т. п.). Кровельное покрытие должно быть атмосферостойкое, водонепроницаемое, водостойкое, термостойкое, достаточно прочное, чтобы противостоять нагрузкам и механическому воздействию. 12.2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КРОВЕЛЬНЫХ РАБОТ В настоящее время для плоских кровель широкое применение получили битумно-полимерные рулонные материалы, кровельные мембраны, мастики и др. Битумно-полимерные материалы для рулонных плоских кровель «Биполикрин», «Изопласт», «Техноэласт», «Унифлекс» и др. являются новым поколением материалов – улучшенных аналогов рубероида, стеклорубероида, толя и др. Особое преимущество этих материалов заключается в том, что армирующей основой в них является не картон, а стеклоткань, стеклохолст, полиэфирная ткань, полиэфирный холст (рис. 49, вклейка). В состав битумной мастики могут входить полимерные добавки. Высокие защитные свойства данных материалов улучшают их эксплуатационные характеристики: гибкость на брусе, трещиноустойчивость, прочность и др. Кроме того, повышенное содержание битумной мастики на поверхности позволяет в большинстве случаев исключить ее применение при наклейке рулонного ковра. Материалы на картонной основе (рубероид, толь) запрещены не только в качестве материалов для верхнего кровельного слоя, но и для устройства пароизоляции. Применение их возможно только для временных зданий и сооружений на срок до 5 лет. Кровли из штучных материалов в настоящее время выполняют из безасбестовых волнистых листов, цементно-песчаной, керамической и битумно-полимерной гибкой черепицы. В кровлях из листовых материалов широкое применение нашли такие материалы, как металлочерепица, профнастил, светопрозрачные панели и др. 381 Глава 12. Кровельные работы 12.3. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА РУЛОННЫХ КРОВЕЛЬ ИЗ БИТУМНО-ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В состав работ по устройству рулонных кровель входят следующие процессы: • устройство подкровельных слоев – пароизоляции, теплоизоляции, стяжки; • устройство кровельного покрытия – нижнего и верхнего кровельных слоев, дополнительных слоев и примыканий. 12.3.1. Устройство пароизоляции Устройство пароизоляции необходимо, чтобы предотвратить появление конденсата в теплоизоляционном слое, поступающего изнутри здания. Пароизоляцию следует выполнять при любых видах рулонных и мастичных кровель с теплоизоляцией независимо от свойств утеплителя и степени его насыщения влагой. Материалы для пароизоляционного слоя и количество слоев определяют с учетом температурно-влажностного режима в ограждаемых помещениях, климатических условий в районе строительства и типа несущего основания. Для устройства пароизоляции необходимо применять следующие материалы: • рулонные битумно-полимерные и битумные мембраны на основе стеклосетки, стеклоткани (типа «Барьер» и т. п.); • синтетические пароизоляционные пленки толщиной не менее 0,2 мм, в том числе упрочненные стеклотканью или синтетической тканой сеткой; • супердиффузионные дышащие мембраны; • холодные и горячие битумные, битумно-полимерные, синтетические мастики, лакокрасочные материалы. Запрещается при устройстве мастичных и рулонных кровель использовать для пароизоляции рулонные битумные материалы на гниющей и картонной основе (рубероид, толь), а также полиэтиленовую пленку, не прошедшую испытания и сертификацию по показателям качества. В настоящее время для устройства кровли предоставляется довольно широкий выбор современных материалов для паро382 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов изоляции. К их числу относятся пароизоляционные мембраны и пленки торговых марок «JUTA» (Чехия), «FLEXOTEX» (Польша – Беларусь), «ТехноНиколь», «Ондутис» (Россия) и др. Для пароизоляции плоской кровли прекрасным материалом являются битумные мембраны. Их наплавляют на бетонное основание. Материал отличается гибкостью и способен самостоятельно восстанавливаться на участках излома или прогиба. При его использовании даже области крепления становятся непроницаемыми благодаря тому, что битум полностью обволакивает их. Они не подвержены повреждениям из-за неровностей бетонного основания. В последнее время очень популярны пароизоляционные пленки неперфорированного типа. Это армированная ткань на полимерной основе (рис. 50, вклейка), а также армированные пленки с двусторонней ламинацией и экраном на основе алюминиевой фольги (фольга служит для отражения тепла во внутреннюю часть здания). Материалами высокого качества являются супердиффузионные дышащие мембраны (рис. 51, вклейка). Отличительные свойства этого сверхтонкого материала (толщина слоя составляет от 0,2 мм) – легкость, прочность, длительный срок эксплуатации, составляющий 30–50 лет. Супердиффузионная пароизоляция (паробарьер) может иметь два или три слоя. Составные части двухслойного материала – полипропиленовая ткань и один слой полиэтиленового ламината. Основой трехслойной мембраны является сетчатый полипропилен, ламинированный с обеих сторон полиэтиленовой пленкой. По способу устройства пароизоляция бывает оклеечная и окрасочная. Укладку рулонных битумных материалов можно производить при температуре наружного воздуха выше 5 ° С. При уклонах более 10 % необходимо предусмотреть крепление пароизоляционного слоя к основанию. При меньших уклонах пароизоляцию из рулонных материалов можно укладывать без крепления к основанию. Рулоны битумного материала склеивают в швах, обеспечивая нахлестку полотнищ 80–100 мм в боковых швах и 150 мм – в торцовых. При устройстве окрасочной пароизоляции применяют горячие битумные мастики, которые наносят на сухую обеспылен383 Глава 12. Кровельные работы ную ровную поверхность. Поверхность основания должна быть предварительно обработана грунтовкой (праймером) заводского изготовления, соответствующей по свойствам пароизоляционному материалу. В местах примыканий пароизоляцию следует поднимать на высоту, равную суммарной толщине утеплителя, стяжки и наклонного переходного бортика; во время укладки пароизоляционной пленки предохранять ее от порезов и других механических повреждений. 12.3.2. Устройство теплоизоляционного слоя Толщину теплоизоляционного слоя принимают на основании теплотехнического расчета, а выбор вида теплоизоляционного материала производят в соответствии с противопожарными требованиями. В качестве теплоизоляционных материалов на кровле могут использоваться плиты минераловатные, пенополистирольные, плиты из легких бетонов. Для создания уклонов на основной плоскости кровли и в ендовах используют элементы клиновидной теплоизоляции. Применение засыпных утеплителей из керамзита, аглопорита, перлита, дробленых природных материалов допускается для временных зданий и сооружений пониженного уровня ответственности при общей площади кровли не более 500 м2. Можно применять засыпной утеплитель для создания уклона с укладкой по нему плитного утеплителя. Перед устройством теплоизоляции необходимо нивелировать поверхность основания для укладки теплоизоляции на необходимую высоту. При небольших уклонах укладку плит выполняют от повышенных участков к пониженным. Плитные утеплители наклеивают на битумной мастике или укладывают насухо в один или два слоя. При толщине плиты до 80 мм допускается однослойная укладка утеплителя, при этом его прочность должна быть не менее 60 кПа. При укладке двух слоев утеплителя из минераловатных плит в нижнем слое располагают плиты меньшей прочности, в верхнем – более жесткие. 384 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов Плиты в одном слое должны укладываться вразбежку – со смещением в соседних рядах, равным половине их длины (см. рис. 50, вклейка); верхний слой – со смещением не менее 200 мм относительно стыков нижнего слоя. Изделия в одном слое должны иметь одинаковую толщину – размеры уступов между плитами не должны превышать 5 мм. Плиты следует укладывать вплотную, без щелей и зазоров. Щели, образования которых избежать невозможно, не должны превышать 3 мм. Допускается их заделка измельченным материалом плит. Качество устройства теплоизоляции должно быть отмечено в Акте освидетельствования скрытых работ. 12.3.3. Устройство стяжки Основанием под рулонные кровли является выравнивающий слой (стяжка), уложенный по слою утеплителя. Стяжки устраивают из цементно-песчаного раствора, мелкозернистого асфальтобетона, а также сборные из плоских асбестоцементных или цементно-стружечных листов. Цементно-песчаную стяжку выполняют по плитному утеплителю из раствора марки не ниже М100, толщиной не менее 30 мм. Стяжки по засыпным утеплителям выполняют толщиной не менее 50 мм с армированием сеткой из арматурной стали диаметром 5 мм S500 с размерами ячеек не более 100 × 100 мм. Стяжки из асфальтобетона толщиной не менее 30 мм допускается применять в осенне-зимний период по монолитным и плитным утеплителям из негорючих материалов. Между цементно-песчаной стяжкой и пористой теплоизоляцией должен быть предусмотрен разделительный слой из рулонного материала, исключающий увлажнение утеплителя во время устройства стяжки. Раствор укладывают полосами шириной 1,5–2,0 м через одну и уплотняют виброрейкой (рис. 12.1). Его можно подавать к месту укладки по трубопроводам при помощи растворонасосов или в ящиках. Разравнивают цементно-песчаную смесь правилом. 385 Глава 12. Кровельные работы 00 5 4 150 0– 20 3 2 1 6 Рис. 12.1. Устройство стяжки по маячным рейкам: 1 – разравнивание раствора; 2 – свежая полоса стяжки; 3 – ящик; 4 – готовая стяжка; 5 – промежуточные полосы; 6 – правило Для уменьшения воздействия внутренних напряжений и предотвращения появления трещин в стяжках из цементно-песчаного раствора предусматривается устройство температурноусадочных швов (ТУШ) (рис. 12.2). При использовании цементно-песчаного раствора ТУШ устраивают квадратами размером 3 × 3 м, асфальтобетона – 4 × 4 м. ТУШ выполняют закладкой реек при устройстве стяжки или нарезкой штраборезом после набора раствором не менее 70 % проектной прочности. Ширина швов должна составлять не менее 5 мм. 3 2 4 150 150 5 1 6 5 7 5 6 Рис. 12.2. Температурно-усадочный шов в стяжке: 1 – стяжка; 2 – полосы рулонного материала; 3, 4 – два слоя рулонного кровельного материала; 5 – точечная приклейка полосы (с одной стороны шва); 6 – герметик; 7 – грунтовка по стяжке 386 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов Температурно-усадочные швы заполняют герметиком или битумно-полимерной мастикой. При стяжке по утеплителям, разрушающимся при действии органических растворителей или горячих мастик (пенополистирол, пенополиуретан и др.), заполнение швов необходимо выполнять материалами, совместимыми с примененным утеплителем. Температурно-усадочные швы закрывают полосами рулонного материала шириной 150 мм с точечной приклейкой их с одной стороны шва. 12.3.4. Подготовка основания и огрунтовка Основанием под водоизоляционный ковер могут быть железобетонные плиты покрытия, монолитные стяжки из цементнопесчаного раствора или асфальтобетона, стяжки из плоских асбестоцементных или цементно-стружечных листов, теплоизоляция из легких бетонов и др. Качество основания в значительной степени влияет на качество кровельного покрытия, поэтому оно должно быть достаточно прочным (выдерживать массу кровельного ковра и материалов), жестким, ровным, чистым и сухим. При подготовке основания необходимо проверить: • соблюдение проектных уклонов – они должны быть не менее 1,5 %, в противном случае их необходимо довести до проектных; • прочность, толщину и ровность основания. При наличии раковин, трещин и неровностей – заделать цементным раствором марки М150. Отклонение поверхности основания не должно превышать 5 мм вдоль уклона и в ендовах и 10 мм – поперек уклона; • влажность основания. Для сборных железобетонных плит влажность должна составлять не более 4 %; цементно-песчаных стяжек — не более 5 %; стяжек из асфальтобетона – не более 2,5 %. Просушку оснований выполняют переносными калориферами; • правильность устройства ТУШ в стяжках. Основания под кровлю у мест примыканий должны иметь переходные наклонные бортики (под углом 45°) высотой не менее 100 мм по периметру примыкания. Наклонный бортик выполняют: • из цементного раствора марки по прочности не ниже М100 и марки по морозостойкости F100; 387 Глава 12. Кровельные работы • бетона класса не ниже С8/10; • жесткого плитного утеплителя. Вертикальные поверхности конструкций должны быть ровными, гладкими, кирпичные — оштукатурены цементным или полимерцементным раствором марки по прочности не ниже М100 и марки по морозостойкости F100. При подготовке основания необходимо выполнить следующие процессы: • очистить основание от пыли, грязи и мусора. При наличии на поверхности цементного молочка, ржавчины и других веществ их необходимо удалить с помощью абразивной обработки, после чего промыть и высушить основание. Пыль удаляют промышленными пылесосами или другим пневматическим оборудованием; • выполнить огрунтовку поверхности из цементно-песчаного раствора и бетона мастикой или праймерами. Огрунтовку выполняют перед устройством пароизоляции и рулонного ковра для их лучшего сцепления с основанием. Асфальтобетонное основание не огрунтовывают. Растворители для грунтовок должны применяться в виде уайт-спирита, ксилола, скипидара, сольвента, бензина. Запрещается применять для грунтовки «зеленое масло» — раствор битума в солярке, приготовленный в построечных условиях. В настоящее время хорошо зарекомендовали себя в качестве грунтовок праймеры. Они представляют собой раствор нефтяных битумов в специально подобранных органических растворителях. Праймеры обладают высокой проникающей способностью и быстрым высыханием. Грунтовку наносят на очищенную и обеспыленную поверхность основания сплошным слоем без пропусков и разрывов с использованием пневмооборудования (рис. 12.3) или вручную с помощью кистей, щеток, валиков. Нанесение (наклейка) последующих слоев (пароизоляции, кровельного покрытия) необходимо выполнять только после высыхания грунтовочного слоя. Не допускается выполнять работы по нанесению грунтовки одновременно с работами по наплавлению кровельного ковра. 388 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов 2 3 4 5 6 3 7 8 1 Рис. 12.3. Схема компрессорного огрунтовочного агрегата: 1 – компрессор; 2 – масловодоотделитель; 3 – воздушный шланг; 4 – красконагнетательный бачок; 5 – редукционный вентиль; 6 – огрунтовочный шланг; 7 – краскораспылитель; 8 – факел 12.3.5. Устройство рулонного кровельного ковра Кровельные материалы наплавляют после полного высыхания огрунтованной поверхности (на тампоне, приложенном к высохшей поверхности, не должно оставаться следов грунтовки). При устройстве кровель из рулонных материалов применяют следующие способы крепления кровельного ковра к основанию: • подплавление (наварка); • с использованием битумной мастики; • механический способ. Устройство кровельного ковра способом подплавления. Закреп ление наплавляемых битумных и битумно-полимерных материалов к основанию и соединение их слоев наваркой с разогревом поверхности материала допускается при массе битумного (битумно-полимерного) покрытия, расположенного с двух сторон армирующего материала, не менее 3000 г/м2. При применении материалов с битумно-полимерным покрытием с одной стороны наварка на них последующих слоев допускается при массе одностороннего покрытия не менее 2000 г/м2. При меньших массах битумных (битумно-полимерных) слоев крепление материалов к основанию и между собой выполняют наклеиванием на горячих или холодных мастиках. Это необходимо соблюдать независимо от наличия в документе о качестве слова «наплавляемый». Количество слоев рулонного материала зависит от уклона кровли, вида материала и его гибкости по ТКП 45-5.08-277. 389 Глава 12. Кровельные работы В местах установки водоприемных воронок и инженерного оборудования, анкеров, примыканий к парапетам и др. необходимо укладывать дополнительные слои. Работу по устройству основного кровельного ковра начинают с разбивки площади кровли на захватки. В пределах захваток наклейку рулонного материала начинают с карнизных свесов, ендов, над деформационными швами, в коньковой части, где устраивают дополнительные слои водоизоляционного ковра. Ширина дополнительных слоев водоизоляционного ковра в ендове должна быть не менее 500 мм в каждую сторону от ее середины, а на коньке при уклоне 1,5–5,0 % (1–3°) – не менее 500 мм в каждую сторону от конька. В местах установки водоприемных воронок (рис. 52, вклейка) наклеивают дополнительный слой кровельного материала без защитной посыпки размером не менее 1000 × 1000 мм. Слои основного кровельного ковра заводят на чашу воронки и прикручивают прижимной фланец к чаше винтами. В местах пропуска через покрытие воронки внутреннего водостока слои кровельного ковра должны заходить на водоприемную чашу, которую крепят к плитам покрытия хомутом с уплотнителем из резины. Площадь кровли, приходящуюся на одну воронку, и диаметр воронки, определяют расчетом. Максимальное расстояние между водоприемными воронками неэксплуатируемых кровель должно быть не более 36 м. При площади кровли до 50 м 2 допускается одна воронка диаметром не менее 100 мм. Перед укладкой нижнего слоя кровельного ковра необходимо выполнить разметку плоскости крыши для обеспечения ровности наклеивания рулонов. Приклейку рулонного материала следует начинать с пониженных участков. Раскатку рулонов необходимо выполнять в одном направлении: • при уклонах более 15 % – параллельно уклону; • при уклонах 15 % и менее – перпендикулярно уклону (рис. 12.4). 390 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов ов н кр Ук ло а к р ов л и Ук лон ли >15 % ≤15 % б – направление укладки материала Рис. 12.4. Направление укладки кровельного материала на скате: а – параллельно уклону (>15 %); б – перпендикулярно уклону (≤15 %) Для кровель с внутренним водостоком первое полотнище кровельного материала нижнего слоя следует располагать таким образом, чтобы боковая нахлестка с соседним полотнищем проходила через водоприемную воронку (рис. 12.5). Ширина склеивания рулонных материалов в местах продольной и поперечной нахлестки полотнищ должна быть не менее 80 мм. При механическом креплении рулонных материалов ширина склеивания в местах продольной и поперечной нахлестки полотнищ должна быть не менее 100 мм (рис. 12.6). Верхний слой ковра Слой усиления Направление уклона Водоприемная воронка Рис. 12.5. Укладка кровельного материала возле водоприемной воронки > 80 мм > 80 мм > 500 мм 300–700 мм Верхний слой ковра Рис. 12.6. Схема смещения полотнища кровельных рулонных материалов в смежных слоях 391 Глава 12. Кровельные работы Приклейку кровельного рулонного материала выполняют газовой горелкой (рис. 53, вклейка). Признаком достаточного прогрева материала является вытекание битумно-полимерного вяжущего из-под боковой кромки материала шириной до 10 мм. Наклеиваемые полотнища не должны иметь складок, морщин, волнистости, поэтому после приклейки необходимо выполнять их прикатку валиком или ручным катком массой не менее 5 кг. При двухслойном водоизоляционном ковре продольные ряды верхних слоев необходимо выполнять со смещением по отношению к нижним не менее чем на 1/3 ширины рулона (см. рис. 12.6). Наклейку смежных слоев выполняют с разбежкой в стыках. Расстояние между боковыми стыками кровельных полотнищ в смежных слоях должно быть не менее 300 мм. Торцовые нахлестки соседних полотнищ должны быть смещены относительно друг друга не менее чем на 500 мм. Перекрестная наклейка полотнищ рулонов верхнего и нижнего слоев основного кровельного ковра не допускается. Основные типы примыканий кровель к стенам, парапетам: • под «выдру» на высоту не менее 300 мм от поверхности кровли (рис. 12.7); А ≥ 350 65 ≥ 100 А 100 10 5 6 7 8 9 166 15 13 100 100 4 ≥ 250 11 14 3 1 2 12 5 30 1 14 4 Рис. 12.7. Примыкание двухслойной кровли с подведением под «выдру» при сплошной наклейке водоизоляционного ковра: 1 – нижний слой водоизоляционного ковра; 2 – верхний слой водоизоляционного ковра с защитной посыпкой; 3 – нижний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 4 – верхний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 5 – грунтовка; 6 – стяжка; 7 – теплоизоляция; 8 – пароизоляция; 9 – несущая конструкция; 10 – стена парапета; 11 – наклонный бортик; 12 – штукатурка из цементного раствора М100; 13 – деревянный брусок (уголок из раствора); 14 – дюбель; 15 – металлический фартук 392 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов • с креплением фартука в штрабе на высоту не менее 300 мм от поверхности кровли (рис. 12.8); А А ≥ 350 3 1 100 2 5 6 7 8 9 100 10 14 15 100 4 13 ≥ 250 11 ≥ 40 5 1 4 30 12 Рис. 12.8. Примыкание двухслойной кровли с механическим креплением фартука в штрабе при сплошной наклейке водоизоляционного ковра: 1 – нижний слой водоизоляционного ковра; 2 – верхний слой водоизоляционного ковра с защитной посыпкой; 3 – нижний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 4 – верхний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 5 – грунтовка; 6 – стяжка; 7 – теплоизоляция; 8 – пароизоляция; 9 – несущая конструкция; 10 – стена парапета; 11 – наклонный бортик; 12 – дюбель; 13 – герметик; 14 – металлический фартук; 15 – металлическая прижимная планка (деревянный брусок) • с механическим креплением фартука к поверхности стены на высоте не менее 300 мм и герметизацией шва (рис. 12.9); 100 10 3 2 1 5 6 7 8 9 12 ≥ 50 4 15 14 100 11 А ≥ 350 ≥ 250 ≥ 300 А 5 1 4 30 13 Рис 12.9. Примыкание двухслойной кровли с механическим креплением фартука к поверхности стены при сплошной наклейке водоизоляционного ковра: 1 – нижний слой водоизоляционного ковра; 2 – верхний слой водоизоляционного ковра с защитной посыпкой; 3 – нижний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 4 – верхний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 5 – грунтовка; 6 – стяжка; 7 – теплоизоляция; 8 – пароизоляция; 9 – несущая конструкция; 10 – стена парапета; 11 – наклонный бортик; 12 – металлический фартук; 13 – прижимная планка; 14 – дюбель; 15 – герметик 393 Глава 12. Кровельные работы 12 ≥ 350 4 3 100 а 5% 30 11 10 14 100 2 1 ≥ 80 20 ≥ 30 4 1 5 б 5 6 7 9 1516 10–15 13 5% ≤ 1000 ≥ 80 10 ≥ 100 ≥ 50 • на верх парапета при его высоте не более 1000 мм от верха несущих конструкций (рис. 12.10). 8 Рис 12.10. Примыкание двухслойной кровли с выводом на парапет: а – под металлический лист; б – под парапетную плиту: 1 – верхний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 2 – нижний дополнительный слой водоизоляционного ковра; 3 – нижний слой водоизоляционного ковра; 4 – верхний слой водоизоляционного ковра с защитной посыпкой; 5 – грунтовка; 6 – стяжка; 7 – теплоизоляция; 8 – пароизоляция; 9 – несущая конструкция; 10 – парапет; 11 – наклонный бортик; 12 – дюбель; 13 – металлический лист; 14 – костыль; 15 – парапетная плита; 16 – гидроизоляционный раствор Устройство кровельного ковра с использованием мастик. Покровные битумные кровельные материалы наклеивают как на горячих, так и на холодных мастиках, беспокровные – только на горячих. Доставку мастик осуществляют в автогудронаторах. Горячие мастики необходимо наносить на огрунтованное основание непосредственно перед наклеиванием полотнищ. Температура горячей битумной мастики должна быть около 160–180 ° С. Холодные мастики наносят на основание до наклеивания полотнищ с технологическим перерывом, указанным в проекте. Холодную мастику доставляют на объекты в герметичной таре и используют без подогрева при температуре выше 5 ° С, при более низких температурах – с подогревом до 60–70 ° С. Запрещаются применение битумных мастик построечного приготовления, а также наклейка рулонных битумных материалов разогретым в построечных условиях битумом. Организация работ. Хранение материалов должно осуществляться в условиях, исключающих воздействие влаги, прямых 394 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов солнечных лучей, нагрева, а также с соблюдением правил хранения горючих ма- Не более 90 ° териалов. Рулоны должны транспортироваться в специальных контейнерах (рис. 12.11) и храниться в вертикальном положении в один ряд. Материалы на стекловолокнистой основе допускается хранить и транспортировать в горизонтальном положении не более трех рядов по высоте. Рис. 12.11. Строповка Для подъема материалов на кровлю контейнера с рулонным применяют консольно-балочные краны, материалом краны «Пионер» (рис. 54, вклейка) и др. Устройство кровли из рулонных материалов выполняют захватками согласно ППР площадью не более 500 м2. 12.3.6. Контроль качества работ Входной контроль. Отечественные материалы и изделия, применяемые при устройстве кровель, должны соответствовать требованиям ТНПА. Материалы и изделия, подлежащие обязательной сертификации, должны иметь Сертификат соответствия. Импортируемые строительные материалы и изделия, на которые отсутствует опыт применения и действующие на территории Республики Беларусь ТНПА, должны иметь Техническое свидетельство Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь в соответствии с требованиями ТКП 45-1.01-46. Материалы и изделия, подлежащие гигиенической регистрации, должны иметь Удостоверение о гигиенической регистрации, выданное Министерством здравоохранения Республики Беларусь. При контроле качества рулонных кровельных материалов следует обращать внимание на наличие разрывов, трещин, складок. Необходимо проверять размеры рулона – допускаются отклонения по ширине +2 мм, по длине +5 мм. Операционный контроль. В процессе подготовки основания и выполнения кровельных работ проверяют: • качество оштукатуренных вертикальных поверхностей и готовность других конструктивных элементов покрытия для выполнения кровельных работ; 395 Глава 12. Кровельные работы • наличие переходных мостиков и их размер (100 мм); • отклонение поверхности по горизонтали от плоскости (±5 мм); • влажность основания (до 5 %); • отклонение плоскости от заданного уклона (не более 0,2 %); • величину продольной и поперечной нахлестки (+20 мм); • наличие пузырей, вмятин и др. (не допускаются); • наличие прижимной планки, металлического фартука, костылей, парапетных элементов крепления. Приемочный контроль. При приемке кровли проверяют: • соответствие количества слоев кровельного ковра проекту; • правильность выполнения всех примыканий к выступающим конструкциям; • прочность сцепления с основанием и между собой слоев водоизоляционного ковра (не менее 0,5 МПа). Проверку качества кровельного ковра выполняют способом отрыва рулонного материала через 48 ч. Отслаивание от основания свидетельствует о некачественной приклейке; • расположение полотнищ и размер нахлестки при выполнении каждого слоя (по проекту); • отклонение уклона кровли (±0,02). Приемка кровли должна сопровождаться тщательным осмотром ее поверхности, особенно у воронок, водоотводящих лотков, в разжелобках и в местах примыканий к выступающим конструкциям над крышей. Выполненная рулонная кровля в основном должна удовлетворять следующим требованиям: • иметь заданные уклоны и не иметь обратных уклонов, где может задерживаться вода; • кровельный ковер должен быть надежно приклеен к основанию, не расслаиваться, не иметь пузырей и впадин. Все работы по подготовке основания, устройству паро-, теплоизоляции, стяжки, огрунтовки, примыканий и слоев рулонного кровельного ковра должны быть приняты с оформлением Актов освидетельствования скрытых работ. 12.4. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА МЕМБРАННЫХ КРОВЕЛЬ В Европе мембраны применяют с 1960-х гг., в России и Беларуси – с 1990-х. В настоящее время хорошо зарекомендовали себя полимерные мембраны «ТехноНИКОЛЬ», «Алькорплан», 396 12.4. Технология устройства мембранных кровель «Кровлелон» и др. Применение кровельных полимерных мембран особенно эффективно и экономически оправдано для устройства кровель на зданиях большой площади. Поливинилхлоридная (ПВХ ) мембрана (рис. 55, вклейка) – полимерный гидроизоляционный материал на основе поливинилхлорида. Для обеспечения необходимой гибкости в состав мембраны вводят пластификаторы. В качестве основы используют стеклосетку, которая придает необходимую прочность материалу и предохраняет от усадки. По сравнению с битумно-полимерными материалами ПВХмембрана обладает следующими преимуществами: • мембраны укладывают в один слой, они не имеют ограничений по уклону кровель; • укладку мембраны можно выполнять в любое время года при температурах до –20 °С; • высокая механическая прочность и устойчивость к химическим, механическим и термическим воздействиям; • способность выводить из-под кровельного пространства избыточную влагу. Это одно из уникальных свойств ПВХ-мембран; • хорошие противопожарные свойства; • большая ширина полотна (до 2 м), что позволяет подобрать размер рулона для крыши любых конфигураций и уменьшить количество стыков; • простые методы соединения полотнищ (потоком горячего воздуха) и быстрая скорость монтажа (звено из трех человек может выполнить до 1000 м2 в смену); • более низкие затраты труда и стоимость работ; • срок службы не менее 20–25 лет. Укладку мембраны можно выполнять при влажной и морозной погоде, поскольку горячий воздух просушивает и прогревает материал. Основанием под укладку мембраны может быть цементно-песчаная стяжка, сборная стяжка из плоских асбестоцементных листов, железобетонное перекрытие, утеплитель с прочностью на сжатие при 10 % деформации не менее 60 кПа (рис. 56, вклейка). При укладке полимерных мембран на шероховатое основание (цементно-песчаная стяжка, сборная стяжка, поверхность 397 Глава 12. Кровельные работы железобетонных плит) под мембраной предусматривается подкладочный слой из термообработанного геотекстиля. Механическое крепление выполняют при помощи телескопических либо тарельчатых (рис. 57, вклейка) держателей в комплекте с анкерными элементами. Его подбирают в соответствии с типом несущего основания. Сварку полотен выполняют горячим воздухом при помощи ручного или автоматического сварочного аппарата (рис. 58, вклейка). Ручными аппаратами выполняют швы в примыканиях к стенам, криволинейные стыки, соединения коротких торцовых сторон полотен. Основные соединения – автоматами. Это одна из основных инноваций, связанная с полимерными мембранами. В отличие от других способов крепления (клеем, растворителями, газовыми горелками) технология гарантирует гомогенное соединение и водонепроницаемую герметичную поверхность кровли. При этом сварной шов получается более прочный, чем сама мембрана. Его ширина должна составлять не менее 30 мм. Такая ширина необходима для возможности устройства крепежных элементов. Полотнища геотекстиля также сваривают горячим воздухом, они должны иметь нахлестку не менее 50 мм. Избыточное давление водяного пара может быть удалено из кровельного ковра при помощи кровельных аэраторов (рис. 12.12), которые устанавливают на границах водораздела (один аэратор диаметром 110 мм на 300 м 2 кровли). Необходимость их установки должна быть обоснована расчетом паропроницаемости кровли. Укладка мембраны в системе с механическим креплением начинается, как правило, от парапетов или ендовы и производится в следующем порядке: 1) сначала выполняют укладку первого рулона и закрепляют его с одного торца тремя крепежами; 2) натягивают рулон и закрепляют со второго торца мембраны; 3) закрепляют к основанию одну длинную сторону; 4) натягивают рулон поперек, закрепляя вторую длинную сторону (крепеж располагают строго напротив ранее установленного); 398 12.4. Технология устройства мембранных кровель 5) параллельно предыдущему раскатывают следующий рулон с боковым перехлестом 120 мм и со смещением торца; 6) механически закрепляют один торец, натягивают по длине, закрепляют второй торец; 7) выполняют автоматическую сварку полотнищ; 8) натягивают полотно второй мембраны поперечно и закрепляют вторую длинную сторону; 9) продолжают укладку в том же порядке. 1 2 9 8 7 65 4 3 Рис. 12.12. Устройство кровельного аэратора: 1 – кровельный аэратор (флюгарка); 2 – унифлекс ЭКП (ТКП) или техноэласт ЭКП (ТКП); 3 – унифлекс ВЕНТ; 4 – цементно-песчаная стяжка; 5 – утеплитель; 6 – пароизоляция; 7 – плита перекрытия; 8 – керамзитовый гравий; 9 – разделительный слой Натяжение мембран на основе ПВХ можно производить при помощи широких плоскогубцев. Укладку мембраны в балластной системе выполняют в следующем технологическом порядке: 1) укладывают разделительный слой (в случае необходимости); 2) раскатывают несколько рулонов мембраны на предварительно подготовленное основание с перехлестом 80 мм, дают мембране отлежаться, пока она не выровняется (рекомендуется временно пригрузить); 3) используя сварочное оборудование, выполняют сварку полотнищ; 4) уложенные полотнища мембраны крепят механически по периметру парапетов, выступающих частей и в боковой перехлест полотнищ. 399 Глава 12. Кровельные работы 12.5. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА МАСТИЧНЫХ КРОВЕЛЬ Мастичные кровли более экономичны и механизированы по сравнению с рулонными. Они представляют собой литой гидроизоляционный ковер, состоящий из двух-трех слоев мастики или эмульсии, армированный стеклохолстами, стеклосеткой, стекловолокном (рис. 12.13). Мастики или эмульсии распыляются тонким слоем и образуют прочную водонепроницаемую пленку. 4 6 4 7 5 4 3 2 1 Рис. 12.13. Устройство мастичных кровель: 1 – основание; 2 – огрунтовка; 3, 5, 6 – первый, второй, третий слой стеклохолста; 4 – мастика; 7 – защитный слой гравия Мастики для устройства данных кровель должны иметь теплостойкость не ниже 90 °С. Прочность сцепления с бетоном – не менее 0,5 МПа; теплостойкость для мест примыкания – не менее 100 °С. Основанием под мастичные кровли служат железобетонные поверхности, армоцементные стяжки и др. Основание грунтуют, затем наносят слой мастики, после затвердения которой расстилают армирующий материал с нахлесткой 75–100 мм по длине и ширине. Затем наносят следующий слой мастики до полной пропитки стекломатериала. Таким образом устраивают все слои кровельного ковра с той разницей, что каждый последующий слой укладывают в перекрестном порядке. Количество армированных слоев мастичных кровель принимают в зависимости от их уклона. При уклонах 1–14° и использовании полотна из синтетических волокон и стеклосетки – два слоя, для стеклохолста – три слоя. 400 12.6. Технология устройства кровли из асбестоцементных листов Защитный слой выполняют из мелкого гравия толщиной 10–15 мм или наносят на слой горячей мастики теплостойкостью не менее 90 °С. Мастичные кровли устраивают также с использованием холодных асфальтовых мастик. Их наносят в три слоя толщиной не более 5 мм, каждый слой – после затвердения предыдущего. На объектах промышленного и гражданского строительства широко применяют холодные мастики «Аутокрин», не требующие разогрева. После огрунтовки праймером «Аутокрин-117» и просушки в течение 13 ч укладывают слой армирующего материала, а затем наносят защитный от ультрафиолетового излучения слой «Аутокрин-177». Мастику наносят валиком, кистью, безвоздушным распылением. Использование каучуковых добавок в составе мастик повышает трещиноустойчивость кровли. 12.6. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА КРОВЛИ ИЗ АСБЕСТОЦЕМЕНТНЫХ ЛИСТОВ Устройство кровли из волнистых асбестоцементных листов допускается при уклонах крыши 6–30° и более. При уклонах до 15° должна быть предусмотрена герметизация стыков между листами. Волнистые асбестоцементные листы в настоящее время разрешено применять только на основе хризотилового асбеста. Он является более безопасным для здоровья человека при попадании в дыхательные пути. Асбестоцементные кровли устраивают из листов обыкновенного (ВО), усиленного (ВУ) и унифицированного профиля (УВ). Перед применением асбестоцементные листы должны быть в обязательном порядке окрашены светоустойчивыми красками в заводских условиях. Выполнять окраску листов на строительной площадке или кровле запрещено. До начала устройства асбестоцементной кровли необходимо выполнить все подготовительные работы: • вывести выше поверхности кровли трубы, вентиляционные каналы и другие конструкции и элементы, к которым необходимо выполнять примыкания кровли; 401 Глава 12. Кровельные работы • установить бортовую (ветровую) доску по боковым свесам кровли (выше волны кровельного листа не менее чем на 50 мм); • уложить по ендовам желоба из оцинкованной стали или стального листа с антикоррозионным полимерным покрытием; • уложить карнизные металлические листы при организованном водоотводе; • выполнить подшивку свесов. Устройство обрешетки. Основанием под кровлю для листов обыкновенного профиля служит деревянная обрешетка из брусков сечением не менее 50 × 50 мм. Шаг обрешетки не должен превышать 550 мм для того, чтобы каждый лист опирался на три бруска с учетом нахлестки (рис. 12.14, а). Обрешетку устраивают по предварительной разметке на стропилах с использованием специального шаблона. Нижний карнизный брусок должен быть выше остальных на толщину кровельного элемента. Древесина для обрешетки должна быть не ниже II сорта, предварительно обработана против гниения и покрыта антипиренами. Вдоль конька кровли необходимо укладывать дополнительные бруски обрешетки для крепления коньковых элементов. Шаг брусков и сечение дополнительного продольного бруса по коньку необходимо принимать в зависимости от размеров кровельных коньковых элементов. В ендовах на ширину не менее 500 мм в каждую сторону от их оси следует выполнять сплошной дощатый настил. Его также выполняют на карнизах шириной не менее 750 мм при организованном водоотводе и установке водоприемного желоба на поверхности кровли. Для исключения задувания снега в чердачное пространство при любых уклонах крыши необходимо устройство разреженного дощатого настила с укладкой по нему слоя рулонного водоизоляционного материала, на который сверху укладывают кровельные листы. При устройстве кровель производственных зданий по несущим металлическим конструкциям для кровли рекомендуется применять листы усиленного профиля. Основанием для них являются металлические, железобетонные или деревянные прогоны с шагом 750 мм, уложенные по несущим конструкциям покрытия. 402 12.6. Технология устройства кровли из асбестоцементных листов Укладка и крепление листов. Существует два способа укладки асбестоцементных листов: • со смещением листов на одну волну (рис. 12.14, б); • с обрезкой углов (рис. 12.14, в). 8 5 6 9 5 2 250 320 53 3 70 7 3 2 53 60) 5 ( 65 570 10 0 4 0(5 0) 2 ) 54 4 0 30( 0(5 5 0) 4 1 3 N 2 б 4 N 1 120–200 4 120 а 2 3 103 1 в Рис. 12.14. Устройство асбестоцементной кровли из волнистых асбестоцементных листов обыкновенного профиля: а – покрытие ската; б – покрытие со смещением листов; в – покрытие с обрезкой углов; 1 – карнизный брусок; 2 – брусок обрешетки; 3 – карнизный лист; 4 – рядовой лист; 5 – стропильная нога; 6 – фронтонный лист; 7 – угловой лист; 8 – гвоздь; 9 – резиновая шайба Укладку листов рекомендуется выполнять от карниза к коньку, а также вдоль ската по направлению действующих ветров. Торцовая нахлестка листов в смежных рядах должна быть не менее 150 мм и не более 300 мм в зависимости от уклона крыши. Крепление листов выполняют в гребне волны (рис. 12.15): к металлическим и железобетонным прогонам – специальными крюками, к деревянным брускам – оцинкованными гвоздями. В карнизном ряду их дополнительно рекомендуется крепить противоветровыми скобами. 403 Глава 12. Кровельные работы 1 3 4 5 1 5 1 2 2 а 4 3 9 б 3 6 8 в 7 Рис. 12.15. Крепление асбестоцементных листов: а – к металлическим прогонам; б – к железобетонным прогонам; в – к деревянным брускам; 1 – асбестоцементный лист; 2 – крюк; 3 – прокладка; 4 – металлическая шайба; 5 – гайка; 6 – гвоздь; 7 – деревянный брусок; 8 – железобетонный прогон; 9 – металлический прогон (швеллер) 12.7. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА КРОВЛИ ИЗ БИТУМНО-ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛНИСТЫХ ЛИСТОВ Битумно-полимерные волнистые листы производят из органических волокон, пропитанных битумом, под значительным давлением и при высокой температуре. Они не содержат асбеста, поэтому являются более экологичными. Для окраски листов используют специальную смолу, пигментированную красками. При этом материал обладает высоким сопротивлением к воздействию ультрафиолетового излучения. В настоящее время хорошо зарекомендовали себя битумно-полимерные волнистые листы «Ондулин», «Битувель», «Гутта» и др. Масса стандартного листа составляет около 6 кг. Листы производят красного, коричневого, зеленого или черного цвета. К достоинствам кровли из битумно-полимерных волнистых листов относят ее легкость, простоту обработки и установки, высокую термо- и звуконепроницаемость. Срок службы – до 50 лет. Устройство обрешетки. Основанием для кровельных листов может быть сплошная или шаговая обрешетка – в зависимости от уклона крыши: • от 5 до 10 ° – сплошная обрешетка из доски или водостойкой фанеры; 404 12.7. Технология устройства кровли из битумно-полимерных волнистых листов • от 10 до 15 ° – обрешетка с шагом 450 мм; • более 15 ° – обрешетка с шагом 600 мм. Бруски обрешетки прибивают параллельно карнизу в направлении от карниза к коньку. Для выдерживания правильного расстояния между брусками используют деревянный брусок-шаблон соответствующей длины. Стыки обрешетки следует располагать вразбежку. В местах покрытия карнизных свесов, разжелобков и ендов устраивают сплошное дощатое основание. Укладка и крепление листов. Кровля из битумно-полимерных листов обладает высокой парусностью, поэтому крепление листов начинают от края крыши, противоположного направлению действующих ветров (рис. 12.16). Превалирующий ветер 10 5 11 6 7 12 13 8 9 3 1 2 3 4 1 2 Рис. 12.16. Последовательность укладки волнистых битумно-полимерных листов: 1 – стропильная нога; 2 – брусок обрешетки; 3 – кровельный лист Второй ряд начинают с половины листа для того, чтобы на угловом стыке была нахлестка в три, а не в четыре листа. Это делает прилегание листов друг к другу более плотным. Листы в горизонтальных рядах укладывают с разной торцовой и боковой нахлесткой в зависимости от уклона крыши: • от 5 до 10 ° – торцовая нахлестка составляет 300 мм, боковая – две волны; • от 10 до 15 ° – торцовая – 200 мм, боковая – одну волну; • более 15 ° – торцовая – не менее 170 мм, боковая – одну волну. Крепление листов к брускам обрешетки выполняют оцинкованными гвоздями с пластиковыми шляпками в гребне волны (рис. 12.17). 405 Глава 12. Кровельные работы 1 4 2 3 4 Рис. 12.17. Схема крепления волнистых битумно-полимерных листов: 1 – брусок обрешетки; 2 – стропильная нога; 3 – кровельный лист; 4 – гвозди Крепление выполняют в каждую волну на концах листа. К промежуточным брускам листы прибивают через одну волну. Для крепления одного листа необходимо 20 гвоздей. Кровельные листы разрезают ножовкой по дереву, смазанной маслом, для того чтобы полотно не застревало при пилении. При больших объемах работ рекомендуется использовать циркулярную или ручную электропилу. Улучшить гидроизоляцию стыков кровли можно с помощью самоклеящихся изолирующих лент. Недостаток кровли из битумно-полимерных листов: шероховатая поверхность листа, из-за чего может набиваться пыль и через какое-то время прорастать мох. 12.8. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА КРОВЛИ ИЗ МЕТАЛЛОЧЕРЕПИЦЫ Преимуществами кровли из металлочерепицы являются ее легкость, колоритность, экологичность, возможность монтажа в любое время, изготовление листов по длине заказчика, полный ассортимент отделочных элементов и др. При правильной эксплуатации долговечность кровли составляет более 50 лет. Недостатки: пониженная шумоустойчивость, необходимость устройства молниезащиты, вероятность коррозии. Листы металлочерепицы могут быть плоскими или в виде штампованного металлического листа с полимерным лакокра406 12.8. Технология устройства кровли из металлочерепицы сочным или анодированным покрытием (рис. 12.18). Черепичный рисунок листов получают роликовой штамповкой. После прокатки стальной лист подвергают защитной обработке цинком или другими составами, затем наносят покрытие. 63 1025 205 400 18 Рис. 12.18. Лист металлочерепицы Стандартная длина листов – 8 м, максимальная – 12 м. Они бывают разных типов: «Монтеррей», «Каскад», «Элит» и др. Каждый тип металлочерепицы отличается конфигурацией волны. Перед началом устройства выполняют замер скатов с проверкой перпендикулярности. Минимально допустимый угол ската при устройстве кровель из металлочерепицы – 14 °. Если угол менее 14 °, нахлестку листов необходимо выполнять на две волны, что не совсем выгодно. Устройство пароизоляции и обрешетки. Проветривание – основное условие для обеспечения надежной эксплуатации металлической кровли. Для вентиляции в подкровельном пространстве необходимо образование воздушного зазора. С этой целью, а также для защиты утеплителя от конденсата выполняют устройство ветро-, пароизоляционной пленки, способной впитывать влагу с внутренней стороны. 407 Глава 12. Кровельные работы 10 0 –1 50 Для беспрепятственного прохождения воздушного потока вентиляция должна осуществляться через: • щель между карнизной планкой и металлочерепицей; • специально устраиваемые воздушные зазоры в подшивке свеса крыши (5 см); • вентиляционный зазор в пароизоляционной пленке в коньке (4 см); • перфорацию уплотнителя конька. Широко применяют пароизоляционные материалы чешской фирмы «JUTA», российской фирмы «ТехноНИКОЛЬ» и др. Пароизоляцию раскатывают в направлении от карниза к коньку с нахлесткой 150 мм (рис. 12.19). При этом необходимо, чтобы пленка провисала между стропилами на 2 см (рис. 12.20). Цветная полоса на пленке должна быть обращена наружу: по ней ориентируются для обеспечения нахлестки и определения лицевой стороны. Крепление пароизоляции производят брусками контробрешетки, прибивая их к каждой стропильной ноге. Рис. 12.19. Направление укладки пароизоляции 1 2 3 40–50 4 20 Рис. 12.20. Устройство пароизоляции и обрешетки: 1 – шаговая обрешетка; 2 – контробрешетка; 3 – пароизоляционная пленка; 4 – стропильная нога 408 12.8. Технология устройства кровли из металлочерепицы По контробрешетке вдоль ската в направлении снизу вверх выполняют устройство шаговой обрешетки из обрезных досок размером 30 × 100 мм, к которой в дальнейшем крепят листы металлочерепицы. Шаг обрешетки зависит от формы волны металлочерепицы (типа листов), так как при ее креплении необходимо, чтобы под шурупами располагались бруски. Обрешетку выполняют с шагом: • для листов «Монтеррей» – через 350 мм, в карнизной части – 300 мм; • для листов «Каскад» – через 400 мм, в карнизе – 350 мм. Сечение доски – 32 × 100 мм, в карнизе – 44 × 100 мм. Монтаж листов. Начинают укладку листов с торцовых участков справа налево или слева направо, на треугольных скатах – от центра к краям (рис. 59, вклейка). Листы могут быть заготовлены по длине на весь скат или же иметь стандартную длину завода-изготовителя. В этом случае их укладывают с нахлесткой в торцовой части на 250 мм. Продольную нахлестку выполняют в основном на одну волну. Имеющаяся на листах водосливная канавка должна быть закрыта соседним листом. Крепление листов к обрешетке производят шурупами-саморезами с неопреновой прокладкой (рис. 12.21) в тон цвета кровли. Его выполняют через одну волну к обрешетке, при сильных ветрах – можно в каждую волну, по краю фронтона – в каждую волну. а б Рис. 12.21. Узел крепления листов металлочерепицы шурупами-саморезами: а – правильное; б – неправильное крепление Вначале укладывают три-четыре листа, каждый из них на коньке крепят одним шурупом, затем выравнивают по карнизу и закрепляют окончательно в направлении снизу вверх. На 1 м2 кровли расход составляет шесть шурупов. 409 Глава 12. Кровельные работы Зазор между листами герметизируют с использованием силикона или других герметиков. Могут применять специальные уплотнители. В целях избежания повреждения покрытия нарезку листов выполняют инструментами, исключающими искрообразование. При повреждении покрытия применяют специальные краски, наносимые из баллончиков путем распыления. Для предотвращения скатывания снега в нежелательных местах (над входом) рекомендуется устанавливать снегозадержатели. Подачу листов на кровлю выполняют для многоэтажных зданий в контейнерах, для малоэтажных – по направляющим доскам. Упакованная черепица должна храниться в сухих закрытых помещениях. 12.9. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА КРОВЛИ ИЗ КЕРАМИЧЕСКОЙ И ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНОЙ ЧЕРЕПИЦЫ Кровля из керамической и цементно-песчаной черепицы более трудоемкая, более тяжелая, что увеличивает материалоемкость здания и его стоимость. Однако эти расходы компенсируются при эксплуатации здания за счет высокой долговечности данных материалов. Для устройства кровель применяют керамическую штампованную черепицу, керамическую плоскую ленточную, цементно-песчаную и др. Поверхность основания должна быть ровной и точно соответствовать проектному положению в отношении углов, а элементы обрешетки – в отношении прочности и жесткости. Основанием под кровлю является обрешетка из деревянных брусков или сплошной дощатый настил. Рекомендуется укладывать под черепицу специальную армированную противоконденсатную пленку. Укладку черепицы следует начинать от карниза к коньку. Для равномерной загрузки стропил и стен черепичную кровлю на противоположных скатах устраивают одновременно. Разжелобки покрывают кровельной сталью или специальной фасонной черепицей. 410 12.9. Технология устройства кровли из керамической и цементно-песчаной черепицы Черепицу следует укладывать насухо с зацеплением шипами за верхнюю по скату боковую грань обрешетки. Крепление выполняют кляммерами. Допускается крепление черепицы оцинкованными гвоздями или скрутками из оцинкованной проволоки. Нахлестка смежных рядов должна составлять не менее 80 мм. Для устройства конька и ребер кровли следует применять коньковые желобчатые элементы, входящие в номенклатуру данного вида черепицы. Их необходимо крепить скобами или проволочными скрутками. Допускается укладывать коньковые желобчатые элементы на цементном растворе. Плоскую ленточную черепицу можно укладывать как справа налево, так и слева направо (рис. 12.22). Черепицу укладывают в два слоя сдвоенными рядами или штучным способом. При сдвоенной укладке черепицу карнизного ряда укладывают на два бруска и закрепляют шипами за второй брусок. Следующий ряд укладывают на первый и закрепляют шипами за следующий верхний брусок. 20 255 255 165 5165 255 2 а 280 1 5 70 4 4 3 4 1 30 70 70 6 9 25 4 2 3 3 8 7 б 5 2 280 5 1 70 Рис. 12.22. Устройство кровли из керамической черепицы: а – двухслойное ленточное; б – штампованными плитками; 1 – карнизный брусок; 2 – стропильная нога; 3 – половинная черепица; 4 – полная черепица; 5 – брусок обрешетки; 6 – ветровая доска; 7 – гвоздь; 8 – проволока; 9 – прижимная планка 411 Глава 12. Кровельные работы Укладку черепицы выполняют вразбежку. При этом нечетные ряды начинают и заканчивают целыми черепицами по линии бокового свеса (фронтона), а четные – половинками. Направление укладки черепицы и коньковых элементов для всех ее видов следует принимать против направления господствующих ветров. При уклоне крыши более 31° крепят каждую черепицу. При малых уклонах кровли черепицу крепят только у фронтона, ребер и разжелобков, а также в карнизных и коньковых рядах. Пазовую ленточную штампованную черепицу укладывают только справа налево в один слой. Для такой черепицы нахлестка в ряду составляет 20 и 30 мм, а нахлестка рядов – 65–75 мм. При неполном прилегании черепицы пазовую нахлестку уплотняют цементно-известковым раствором. К обрешетке черепицу крепят проволокой. Пазовую ленточную штампованную черепицу следует укладывать горизонтальными рядами, начиная от фронтона, в смежных по скату рядах – со смещением, начиная нечетные ряды с целых черепиц, а четные – с половинок. 12.10. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА КРОВЛИ ИЗ БИТУМНО-ПОЛИМЕРНЫХ ПЛОСКИХ ПЛИТОК Плоские плитки для устройства кровли – это мелкоштучный битумно-полимерный материал, в основе которого лежит стеклохолст, стеклоткань, полиэфирный холст и др. По виду вяжущего они бывают битумные и битумно-полимерные, по виду защитного слоя – с посыпкой или с пленкой. Размеры плитки 1 × 0,32 м, толщина 3,6 мм, масса 1,2 кг. Перфорированные концы плитки могут иметь разнообразные форму и цвета (рис. 60, вклейка). Широкое применение получили битумные плитки «Katepal», «Шинглс» и др. Чаще всего такую кровлю используют на крышах со сложной конфигурацией, в индивидуальном строительстве. Кровли из плоских битумно-полимерных плиток выполняют при уклонах крыши 16–85 °. Преимущества данной кровли: устойчива к ультрафиолетовому излучению, атмосферному воздействию, гниению и коррозии; 412 12.10. Технология устройства кровли из битумно-полимерных плоских плиток не выгорает; являясь диэлектриком, не требует молниезащиты, не искрит; обладает высокими звукоизоляционными свойствами; не требует устройства пароизоляционной пленки; шероховатая поверхность обеспечивает постепенное таяние снега, что препятствует его лавинообразному сходу и не требует снегозадержателей. Недостатком является большой расход материалов на устройство основания и большая трудоемкость работ из-за маленьких размеров плитки. Основанием под кровлю могут быть сплошной дощатый настил, влагостойкая фанера, плиты OSB и др. Материал основания должен быть хорошо гвоздимым, с влажностью не более 20 %. Перепад высот между смежными досками или щитами не должен превышать 2 мм. При уклонах до 16 ° под кровельную плитку следует устраивать подкладочный ковер по всей площади кровли (рис. 12.23); при уклонах более 13 ° – в ендовах, карнизных свесах, коньках. ≤ 90 ов л кр ≤ 10 0 У кл он 150 20 6 и ≤1 00 5 0 ≥8 40 0 400 1 1 0 2 4 3 Рис. 12.23. Схема укладки подкладочного водоизоляционного ковра: 1 – бортовой брусок; 2 – настил; 3 – карнизный брус; 4 – кронштейн; 5 – подкладочный ковер; 6 – гвозди Подкладочный ковер крепят в направлении снизу вверх. Нахлестка в продольном направлении составляет не менее 80 мм, в поперечном – не менее 150 мм. Крепление выполняют гвоздями с шагом 20 мм, а места нахлестки дополнительно герметизируют клеем К-36 на ширину 100 мм. 413 Глава 12. Кровельные работы Кровля должна быть вентилируемой, поэтому в верхней и нижней частях настила устраивают вытяжные отверстия. Они способствуют снижению температуры в здании летом и исключают образование сосулек зимой. Укладку плитки выполняют снизу вверх, начиная от центра нижнего карниза к торцам. Коньково-карнизная плитка в нижней части имеет прямоугольную форму. Первый лепестковый ряд располагают на 20– 30 мм выше нижнего края коньково-карнизной плитки. Перед укладкой с нижней части кровельной плитки необходимо удалить защитную пленку. При уклоне до 45 ° плитки прибивают четырьмя кровельными гвоздями, при уклоне более 45 ° – шестью гвоздями. Под воздействием солнечного тепла происходит окончательное склеивание плиток между собой и приклеивание к основанию. В результате уже через год покрытие представляет собой единый монолитный слой. 12.11. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА КРОВЕЛЬНЫХ РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ Устройство кровель на горячих мастиках допускается при температуре не ниже –20 ° С, а на холодных – не ниже 5 ° С. До наклейки необходимо подготовить материал и основание. Материал отогревают не менее 20 ч в теплом помещении до температуры не менее 15 ° С, перематывают и доставляют к месту укладки в утепленных контейнерах. Основание прогревают до положительной температуры. Запрещено наклеивать материал на обледенелую поверхность. В зимнее время применяют асфальтобетонную стяжку. Цементно-песчаные стяжки устраивают с использованием противоморозных добавок. В момент нанесения температура горячей битумной мастики должна быть не ниже 160 ° С, горячей дегтевой – не ниже 120 ° С, холодной – не ниже 65 ° С. Чаще всего в зимнее время наклеивают только один слой рулонного материала, последующие – в теплое время. 414 12.12. Требования безопасности при устройстве кровель 12.12. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УСТРОЙСТВЕ КРОВЕЛЬ Устройство кровли из рулонных и мастичных кровельных материалов следует производить захватками площадью не более 500 м2. На каждом участке производства работ площадью 200 м2 должен быть оборудован пост с первичными средствами пожаротушения, в том числе: огнетушитель – 1 шт.; ящик объемом 0,5 м3 с песком и лопатой – 1 шт.; бочка с водой емкостью 250 л – 1 шт.; ведра – 2 шт. Участки кровли на время выполнения работ по устройству рулонных и мастичных кровель должны иметь знаки сигнального ограждения рабочей зоны в соответствии с действующими нормами, знаки безопасности и соответствующие надписи. Места производства работ при устройстве мастичных и рулонных кровель должны быть обеспечены не менее чем двумя эвакуационными выходами (лестницами). При разбавлении мастик и грунтовок растворителями на открытом воздухе не разрешается пользоваться открытым огнем в радиусе 50 м от места проведения работ. Доставку горячей битумной мастики на рабочие места следует выполнять: • в специальных металлических бачках, имеющих форму усеченного конуса, обращенного широкой стороной вниз, с плотно закрывающимися крышками. Крышки должны иметь запорные устройства, исключающие открывание бачка при падении. Переносить мастики в открытой таре запрещается; • насосом по стальному трубопроводу, закрепленному на вертикальных участках к строительным конструкциям, не допуская протечек. При укладке битумно-полимерных рулонных материалов с разогревом поверхности допускается применять газовые горелки только промышленного изготовления на сжиженном газе. Запрещается использовать неисправное оборудование. При выполнении скатных кровель из плитных или листовых кровельных материалов допуск рабочих на кровлю разрешается после осмотра прогонов, стропил, обрешетки настила, парапетов и определения мест и способов надежного закрепления страховочных канатов. 415 Глава 12. Кровельные работы Подниматься на кровлю можно только по наружным лесам или по внутренним лестницам и трапам. Для защиты от падения с высоты кровельщиков снабжают предохранительными поясами с прочными пеньковыми канатами. При уклонах кровель более 20 ° в ППР следует предусматривать установку на поверхности кровли лестниц, трапов, подмостей, ходовых дорожек, предназначенных для обеспечения безопасного производства работ. Все эти устройства во время работы должны быть надежно закреплены и соответствовать требованиям безопасности. Выполнение любых видов кровельных работ во время гололеда, тумана, исключающего видимость в пределах фронта работ, ливневого дождя, грозы, ветра со скоростью 15 м/с и более не допускается. ГЛАВА 13. ИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ 13.1. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ Понятие «теплоизоляция» в строительстве связано с необходимостью контролировать процесс теплопередачи через конструкции здания, соблюдая при этом установленные требования. Основной путь снижения теплопотерь здания лежит в повышении термического сопротивления ограждающих конструкций. В значительной степени это достигается с помощью теплоизоляционных материалов, эффективность которых заключается в высокой пористости, небольшой плотности и низкой теплопроводности. Возведение зданий из эффективных теплоизоляционных материалов способствует снижению затрат на эксплуатацию зданий, повышает комфортность помещений. 13.1.1. Виды теплоизоляции В зависимости от изолируемых конструкций теплоизоляция бывает строительная и технологическая. Строительная теплоизоляция служит для утепления конструкций зданий и сооружений. В настоящее время на рынке строительных материалов широко применяют теплоизоляционные материалы торговых марок «ТехноНИКОЛЬ», «ISOVER», «PAROС», «БЕЛТЕП», «ПЕНОПЛЭКС» и др. Технологическая изоляция – изоляция трубопроводов и другого оборудования. По конструктивному решению теплоизоляция состоит из теплоизоляционного слоя, элементов крепления, защитного покрытия. При необходимости может быть наличие отделочного, гидроизоляционного, а также антикоррозионного покрытия. Плитную теплоизоляцию применяют в кровлях, полах, для утепления стен. При устройстве тепло- и звукоизоляции из плит 417 Глава 13. Изоляционные работы изделия в одном слое должны иметь одинаковую толщину. Размеры уступов между плитами не должны превышать 5 мм. Плиты должны прилегать вплотную одна к другой, без щелей и зазоров. Щели, образования которых избежать невозможно, не должны превышать 3 мм; допускается их заделка измельченным материалом плит на всю толщину теплоизоляционного слоя. При устройстве теплоизоляции в несколько слоев швы между плитами необходимо устраивать вразбежку, укладывая плиты вплотную одна к другой. Величина нахлестки плит должна соответствовать проектной и быть не менее 5 % перекрываемой стороны изделия. Засыпную, или набивную, теплоизоляцию применяют при устройстве стен облегченной конструкции, утеплении полов, кровель и перекрытий. Сыпучие теплоизоляционные материалы должны поставлять на объект рассортированными по фракциям. Более мелкие фракции следует укладывать в нижних слоях. Сыпучие изоляционные материалы не должны содержать органических примесей. Влажность сыпучего материала должна быть не более 10 %. Его укладку производят по маячным рейкам полосами шириной 3–4 м и слоями толщиной не более 60 мм. Утеплитель разравнивают, уплотняют легкими трамбовками. Мастичные теплоизоляции выполняют из порошкообразных материалов на основе асбестовых волокон, полимерных материалов, жидкого стекла и т. п. Литую теплоизоляцию устраивают из вспучивающихся твердеющих составов (пенобетона, пенополиуретана и др.), которые наносят на горизонтальные поверхности или заливают в опалубку вертикальных конструкций. При необходимости ее можно армировать. Рулонную теплоизоляцию выполняют из гибких прошивных матов, матрацев, полос (обвертывающая). Ее применяют для теплоизоляции конструкций, подвергаемых при эксплуатации сотрясениям или вибрации, а также для теплоизоляции поверхностей сложных форм. Теплоизоляцию из жестких элементов (сегменты, скорлупа) прикладывают к изолируемым поверхностям, крепят с помощью клеевых составов. Она может быть комплексной и при 418 13.1. Теплоизоляционные работы этом выполнять гидро-, теплоизоляционные функции (сэндвич-панели). 13.1.2. Теплоизоляция наружных стен В рамках программы энергосбережения особенно актуальны технологии устройства различных систем утепления наружных ограждающих конструкций. Система утепления – это многослойная конструкция, предназначенная для увеличения сопротивления теплопередаче, защиты от атмосферных воздействий и обеспечения декоративных свойств наружной ограждающей конструкции. Системы утепления зданий должны отвечать следующим требованиям: • теплотехническим по сопротивлению теплопередаче, паропроницанию; • конструктивным по прочности и деформации несущих элементов, теплоизоляционных и отделочных материалов; • противопожарным; • технологическим к производству работ. Для повышения эффективности энергосберегающих мероприятий при строительстве зданий системы утепления ограждающих конструкций необходимо проектировать в комплексе с другими решениями по энергосбережению. С этой целью устанавливают приборы учета расхода тепла, эффективные оконные системы, вентиляцию. Для увеличения сопротивления теплопередаче наружных стен чаще применяют следующие системы утепления: • легкие штукатурные; • тяжелые штукатурные; • вентилируемые; • облицовочные (комплексные); • на основе монолитных утеплителей. Системы утепления рекомендуется проектировать с наружной (холодной) поверхности стены. Легкая штукатурная система утепления – это конструктивнотехнологическое решение тепловой изоляции стен утеплителями, приклеенными и при необходимости закрепленными к подоснове анкерными устройствами, защищенными армированным и декоративно-защитным слоями (рис. 61, вклейка). 419 Глава 13. Изоляционные работы Работы по устройству легких штукатурных систем утепления допускается выполнять при температуре не ниже –5 °С, декоративно-защитного слоя – не ниже 5 °С. Технология производства работ состоит из следующих процессов: • подготовка подосновы (с выравниванием и грунтованием поверхности); • приготовление составов; • крепление цокольных планок; • приклеивание теплоизоляционных плит; • крепление теплоизоляционных плит анкерами (при необходимости); • приклеивание накладок для усиления углов, откосов и других участков; • установка водоотводящих элементов (подоконных сливов и др.); • устройство армированного слоя; • устройство декоративно-защитного слоя (с грунтованием); • окраска декоративно-защитного слоя (при необходимости). Теплоизоляционный слой в системе утепления должен выполняться с использованием эффективных утеплителей. Толщину плит принимают согласно теплотехническому расчету. Для теплоизоляционного слоя систем утепления следует применять минераловатные и пенополистирольные плиты, пеностекло, легкие бетоны и др. Тип утеплителя определяется экономической целесообразностью, силовыми и климатическими воздействиями на систему утепления, а также противопожарными требованиями. Минераловатные плиты не допускается использовать для тепловой изоляции цоколей зданий с отметки не менее 200 мм от уровня отмостки. В местах, подверженных увлажнению, рекомендуется применять плиты из экструдированного пенополистирола. Если основным теплоизоляционным материалом является пенополистирол, то его применяют совместно с минераловатными плитами, которые используют для противопожарных рассечек. 420 13.1. Теплоизоляционные работы Опирание плит утеплителя осуществляют на опорные профили – цокольные планки, прикрепленные по периметру к стене фасада винтовыми дюбелями-анкерами (рис. 62, вклейка). Нанесение клея на плиты должно выполняться в соответствии со схемами, указанными в технологической карте, в зависимости от качества и фактуры подосновы. Плиты следует приклеивать с перевязкой не менее 100 мм. Попадание клея в швы и на боковые грани плит не допускается. В случае образования щелей между плитами их необходимо заполнять материалом теплоизоляционного слоя, при использовании пенополистирольных утеплителей – вставками из минераловатных плит или же монтажной пеной. Образовавшиеся незначительные неровности должны быть выровнены специальными шлифовальными терками. Запрещается выравнивание плит клеем и смещение уже наклеенных плит. Для теплоизоляции оконных и дверных откосов применяют специальные откосные плиты толщиной не менее 20 мм. Анкерные устройства предназначены для крепления теплоизоляционных плит и армирующих сеток к подоснове (рис. 63, вклейка). Их применяют дополнительно с приклейкой плит, если прочность сцепления теплоизоляционного материала с подосновой не обеспечена. Анкерные устройства и теплоизоляционные плиты являются несущими элементами конструкции. Крепление плит при помощи анкерных устройств необходимо выполнять по схеме в соответствии с проектной документацией после затвердения клея. Для установки анкерного устройства следует прорезать утеплитель и высверлить отверстие в подоснове. Диаметр отверстия должен соответствовать наружному диаметру втулки анкерного устройства. Глубина отверстия должна быть не менее чем на 15 мм больше требуемой глубины заделки анкерного устройства. Прижимная шайба после установки не должна выступать за поверхность плиты. Глубина заделки крепежного элемента в несущий материал фасада должна быть не менее 120 мм – для пустотелого кирпича, 70 мм – для блоков ячеистого бетона и 50 мм – для стен из других материалов. Армированный слой – это конструктивный элемент системы утепления, состоящий из армирующего материала, утапливаемо421 Глава 13. Изоляционные работы го в клей или в раствор, предназначенный для защиты утеплителя и создания основы для декоративно-защитного слоя. Устройство армированного слоя выполняют по ровной и обеспыленной поверх ности. Перед его устройством все выступающие углы тепловой изоляции следует защитить и усилить накладками из металлических (пластиковых) уголков с размерами сторон не менее 25 × 25 мм или двумя слоями армирующей сетки. На участках стен, где возможны механические воздействия на штукатурную систему утепления в процессе эксплуатации, следует предусматривать армированный слой с двумя слоями армирующего материала или применять тяжелую штукатурную систему утепления. Это такие участки, как нижняя часть фасадов на высоту не менее 2,5 м от отметки уровня земли, участки стен на эксплуатируемых лоджиях или балконах, спуски в подвалы и т. п. Необходимо также предусматривать дополнительное армирование углов проемов, внутренних углов откосов, мест стыков разнородных теплоизоляционных материалов. На углах зданий армирующую сетку следует заворачивать на плоскость соседней стены не менее чем на 100 мм, на откосах оконных и дверных проемов – на всю ширину откоса. Во всех других направлениях нахлестка полотнищ армирующей сетки должна быть не менее 100 мм. Работы по устройству армированного слоя необходимо вести сверху вниз. Декоративно-защитный слой – это конструктивный элемент системы утепления, предназначенный для защиты утеплителя и придания декоративных свойств наружной поверхности ограждающей конструкции. Для устройства декоративно-защитных слоев применяют штукатурные и окрасочные составы. Тяжелая штукатурная система утепления – это конструктивно-технологическое решение тепловой изоляции стен эффективными утеплителями, защищенными армированным слоем, закрепленным к подоснове анкерными устройствами, и декоративно-защитным слоем (рис. 64, вклейка). В тяжелых штукатурных системах утепления армированный и декоративно-защитный слои располагают непосредственно на утеплителе. Суммарная толщина армированного и декоративно422 13.1. Теплоизоляционные работы защитного слоев должна составлять 15–50 мм. Систему утепления можно выполнять с бесшарнирными или шарнирными анкерными устройствами. Теплоизоляционный слой в системах с бесшарнирными анкерными устройствами должен быть приклеен к подоснове, в системах с шарнирными анкерными устройствами не следует приклеивать плиты к подоснове. Армированный слой состоит из специальной модифицированной штукатурки и металлической сетки из проволоки диаметром 1–3 мм с размерами ячеек 15–50 мм. Штукатурный слой обладает повышенными паропроницаемыми свойствами, что позволяет избежать скопления избыточной влаги в толще утеплителя. Несущие функции в тяжелых штукатурных системах утепления выполняют анкерные устройства. Утепление фасадов первых этажей и участков, подверженных повышенным ударным воздействиям (балконы, лоджии, спуски в подвалы), рекомендуется осуществлять с применением тяжелой штукатурной системы. Вентилируемая система утепления стен – это многослойная конструкция с вентиляционным зазором, которая состоит из эффективного утеплителя, приклеенного и закрепленного к подоснове анкерными устройствами, защищенного армированным и декоративно-защитным слоями (рис. 65, вклейка). Система вентилируемого фасада состоит из следующих элементов: • подосновы (наружная стена здания); • утеплителя (при необходимости); • подоблицовочных элементов (каркаса); • воздушного вентилируемого зазора; • облицовочной конструкции. Подоблицовочные элементы представляют собой несущий каркас, выполненный из горизонтальных и вертикальных профилей из алюминиевых сплавов или стали, разнообразных кронштейнов и столиков. Выбор данной конструкции зависит от материала облицовки. Циркуляция воздуха в облицовочном пространстве является обязательным условием при устройстве вентилируемой системы. Она должна обеспечиваться за счет перепада давления в 423 Глава 13. Изоляционные работы нижней и верхней частях фасада. Толщину воздушной прослойки задают расчетом. В зависимости от высоты здания она должна быть не менее: • 30 мм – для зданий высотой до 6 м; • 40 мм – до 12 м; • 50 мм – до 26 м; • 60 мм – 26 м и более. Чтобы предохранить утеплитель от выветривания, часто применяют диффузионные пленки. В этом случае толщина вентилируемой воздушной прослойки для зданий высотой до 6 м должна быть не менее 40 мм. При применении несущих конструкций из низкоуглеродистых сталей и алюминиевых сплавов ширина вентилируемой воздушной прослойки должна быть не более 100 мм, из коррозионностойких сталей – не более 200 мм. Облицовочные конструкции для вентилируемых фасадов подразделяют: • на легкие, масса которых не превышает 70 кг/м2 (сэндвичпанели, профилированные листы, сайдинг, элементы из стали и алюминия); • тяжелые, массой 70 кг/м2 и более (натуральный камень, бетонные и каменные плиты). Устройство вентилируемых систем утепления осуществляют в любое время года при температуре не ниже –25 °С. Технология производства работ состоит из следующих процессов: • разметка мест установки опорных элементов; • установка опорных элементов; • установка и крепление теплоизоляционных плит; • установка каркаса; • установка облицовки. При выполнении разметки следует использовать оптические приборы. Ее наносят на фасад несмываемой краской. Отклонения от проектной документации не допускаются. Опорные элементы устанавливают в проектное положение и крепят винтовыми крепежными элементами. Теплоизоляционные плиты устанавливают на опорные столики и фиксируют в проектном положении металлическими профилями. 424 13.2. Гидроизоляционные работы При монтаже теплоизоляционного слоя, состоящего из двух слоев плит, необходимо, чтобы плиты верхнего слоя перекрывали стыки плит нижнего слоя не менее чем на 100 мм. Для защиты волокнистых утеплителей от выветривания со стороны воздушной прослойки используют паропроводящие и ветрозащитные покрытия. В процессе монтажа необходимо следить за тем, чтобы вентилируемая воздушная прослойка не перекрывалась плитами или посторонними предметами. Облицовка в вентилируемых фасадах выполняет декоративно-защитные функции. Ее крепят к металлическим профилям при помощи саморезов, болтов или заклепок. Достоинства вентилируемых фасадов: • исключается необходимость выравнивания поверхности стены; • возможность выполнения работ в любое время года; • воздушный зазор обеспечивает удаление влаги с ограждающих конструкций и подоблицовочного пространства; • возможность замены поврежденных элементов без демонтажа всей системы; • разнообразие архитектурной формы. Монолитную штукатурную систему утепления выполняют путем устройства теплоизоляционного слоя с применением утеплителей из монолитных материалов (пенополиуретан, пеноизол, пенобетон и т. п.), теплоизоляционных штукатурных сухих смесей, нанесенных на подоснову и защищенных армированным и декоративно-защитным слоями. 13.2. ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ Гидроизоляционные работы выполняют в целях защиты строительных конструкций от воздействия воды или других агрессивных жидкостей. Надежная и эффективная гидроизоляция обеспечивает прочность и долговечность конструкций и здания в целом. Одним из определяющих факторов обеспечения гидроизоляции является правильный выбор методов ее устройства и материалов. Вид гидроизоляционного покрытия зависит от степени защиты конструкций (простая, высокой степени защиты, восстановительная). 425 Глава 13. Изоляционные работы В зависимости о т с п о с о б а у с т р о й с т в а гидроизоляция бывает: • при простой степени защиты – окрасочная, оклеечная, штукатурная, бентонитовая, засыпная (гидрофобная); • при высокой степени защиты – монтируемая, литая, наплавляемая (наклеиваемая); • при восстановлении (устранении дефетов) – инъекционная, пропитывающая (проникающая). П о в и д у о с н о в н о г о м а т е р и а л а гидроизоляция бывает битумная, цементная, минеральная, полимерная, металлическая и др. Наиболее распространенными гидроизоляционными материалами являются битумные мастики, рулонные битумно-полимерные материалы и ПВХ-мембраны, материалы из бентонитовых глин, на основе жидкого стекла, сухие строительные смеси проникающего действия, полимербетонные и полимерцементные составы и др. Окрасочную гидроизоляцию наносят в виде жидких и пастообразных смесей со стороны воздействия влаги (грунтовка, шпатлевка, краска, эмаль, лак и др.). Широко используют эпоксидные эмали ЭП-72, ЭП-43 и др. Не допускается выполнять окрасочную гидроизоляцию из одного расплавленного битума, а также из дегтевых и битумных лаков. Для толстослойных окрасочных покрытий применяют мастики, эмульсии, пасты. Перед нанесением окрасочного состава места перехода с горизонтальной поверхности на вертикальную, а также швы и угловые сопряжения между сборными конструкциями необходимо предварительно оклеивать. Это выполняют полосами из рулонного материала шириной не менее 200 мм или из армирующего материала шириной не менее 150 мм. Их наклеивают на мастику с одной стороны шва, затем поверхность просушивают и грунтуют. Битумные составы лучше наносить на прогретую поверхность. Каждый последующий слой гидроизоляции выполняют после окончательного высыхания грунтовки или нижележащего слоя гидроизоляции (рис. 13.1). 426 13.2. Гидроизоляционные работы 1000 500 2000 70 0 2 2 3 1 а 4 1 2 3 6 500 600 3 4 5 б 1 в 6 Рис. 13.1. Нанесение окрасочной гидроизоляции средствами малой механизации: а – на вертикальные поверхности; б – фундаменты; в – горизонтальные поверхности; 1 – поверхность, покрытая гидроизоляционным материалом; 2 – огрунтованная поверхность; 3 – факел распыляемой гидроизоляции; 4 – форсунка; 5 – рукав для подачи гидроизоляции от автогудронатора, установки с компрессором; 6 – удочка-распылитель Оклеечная гидроизоляция – это сплошной водонепроницаемый ковер, выполненный из рулонных битумных, битумно-полимерных или полимерных материалов. Оклеечную гидроизоляцию применяют в зданиях и сооружениях, подверженных динамическим и механическим нагрузкам, деформациям и осадкам. По сравнению с окрасочной гидроизоляцией она обладает повышенной трещиностойкостью и долговечностью. При устройстве оклеечной гидроизоляции горячие клеящие мастики наносят на огрунтованное основание непосредственно перед наклейкой полотнищ, холодные – заблаговременно, с соблюдением технологических перерывов между приклейкой рулонных материалов. Толщина слоя мастики должна составлять 2 мм для горячих мастик и 1 мм для холодных. Вертикальные поверхности оклеивают по захваткам и ярусам высотой до 1,5 м (рис. 13.2). Листы приклеивают снизу вверх. В продольном направлении стыки должны выполняться с нахлесткой не менее 100 мм, в поперечном – 150–200 мм. Материал наклеивают в несколько слоев. Стыки последующих слоев должны смещаться по отношению к нижележащим не менее чем на 300 мм. Рулонные материалы должны наклеиваться только в одном направлении. Перекрестная наклейка полотнищ в смежных слоях не допускается. 427 Глава 13. Изоляционные работы 1 6 5 4 3 2 Рис. 13.2. Устройство оклеечной гидроизоляции: 1 – емкость с мастикой; 2 – выпуск ковра горизонтальной гидроизоляции; 3 – поверхность, огрунтованная под гидроизоляцию; 4 – первый слой изоляции; 5 – второй слой изоляции; 6 – защитная стенка (при необходимости) Хорошо себя зарекомендовал гидроизоляционный материал «Барьер», который является одной из последних разработок компании «ТехноНИКОЛЬ». Он состоит из негниющей основы, покрытой с обеих сторон битумно-полимерным клеящим вяжущим. В качестве верхнего защитного слоя применяют толстую полимерную пленку, а в качестве нижнего — антиадгезионную. Материал «Барьер» также может быть применен в качестве пароизоляции. Широкую популярность приобретает профилированная гидроизоляционная мембрана «ТЕФОНД» (Россия), которая служит для защиты конструкций от негативного воздействия грунтовых вод и атмосферных осадков (рис. 66, вклейка). Это одна из лучших инновационных разработок в сфере строительства. Материал представляет собой полимерное полотно с выступами, создающими воздушную прослойку между поверхностью и защитным слоем, которая обеспечивает дренажный эффект (выведение излишков влаги). Оклеечную гидроизоляцию рекомендуется защищать стяжками или стенками. Устройство горизонтальной гидроизоляции показано на рисунке 67, вклейка. Штукатурную гидроизоляцию применяют как при строительстве новых зданий, так и при ремонтно-восстановительных работах на поврежденных кирпичных, бетонных и железобетонных конструкциях. Преимуществами являются возможность нанесения на криволинейные поверхности, простота устройства. 428 13.2. Гидроизоляционные работы Для штукатурных составов применяют водонепроницаемые и водорасширяющиеся цементы на жидком стекле, с добавлением алюмината натрия, церезита, а также портландцемент с противоусадочными и уплотняющими добавками. Растворы на жидком стекле быстро схватываются, поэтому их применяют для экстренной заделки сочащихся трещин. Растворы с алюминатом натрия применяют для заделки сочащихся трещин, устройства водонепроницаемых штукатурок и стяжек по сырым поверхностям бетона и кладки. Церезит – эмульсия из извести, олеиновой кислоты и охры, сернокислого глинозема и воды. При затворении церезитом жирного цементного раствора происходит заполнение пор, увеличиваются плотность и водонепроницаемость раствора. Однако сегодня применение таких технологий неактуально. В настоящее время осуществляется переход к использованию сухих гидроизоляционных смесей, приготовленных в заводских условиях. Широкое применение получили полимербетонные и полимерцементные составы, коллоидный цементный раствор и др. В состав сухой строительной смеси входят портландцемент, кварцевый наполнитель и активные химические добавки. Перед применением состав затворяют водой. После нанесения и затвердевания образуется твердое гидроизоляционное покрытие. Гидроизоляцию выполняют ручным или механизированным способом, в том числе торкретированием, толщиной 5–50 мм. При нанесении составов способом торкретирования можно получить самую надежную поверхность при минимальной толщине защитного слоя (см. рис. 45, вклейка). При торкретировании на поверхность под давлением сжатого воздуха наносят цементнопесчаный раствор (торкрет) с применением торкрет-установки. Цементный раствор в соотношении от 1 : 2 до 1 : 6 наносят в один или несколько слоев. Поверхность может быть армированной или неармированной. Для торкретирования используют портландцемент марки М500 с крупным заполнителем (более 3 мм). Более подробно описание метода дано в главе 10 (подп. 10.4.8). Монтируемую (облицовочную) гидроизоляцию выполняют в виде сплошного ограждения из стальных листов толщиной не менее 4 мм или полимерных толщиной не менее 2 мм. Литую гидроизоляцию (рис. 13.3) выполняют путем разлива по горизонтальной поверхности или залива в полость между 429 Глава 13. Изоляционные работы изолируемой поверхностью и опалубкой горячих асфальтовых и асфальтобетонных мастик. В полость толщиной 20–40 см или в опалубку мастику заливают поярусно. После затвердения возводят защитную стенку из кирпича или тонких железобетонных плит. 1 2 30–50 5 200–400 3 4 Рис. 13.3. Устройство вертикальной литой асфальтовой гидроизоляции: 1 – полость под заливку; 2 – огрунтованная поверх ность; 3 – полость, заполненная гидроизоляционной мастикой; 4 – обратная засыпка; 5 – защитная стенка Пропитывающая (проникающая) гидроизоляция основана на проникновении химически активных веществ в капиллярную структуру бетона, где, взаимодействуя с солями цементного камня, они образуют нерастворимые кристаллы, заполняющие поры бетона. Проникающую гидроизоляцию можно применять как снаружи, так и внутри помещений. Глубина проникновения у высококачественных материалов достигает нескольких десятков сантиметров, при этом сохраняются газо- и паропроницаемость бетона. В случае повреждения поверхностей (сверление, выбоины и т. д.) гидроизоляционные свойства не теряются. Защищаются не только бетон, но и стальная арматура. В сухом виде материалы проникающей гидроизоляции представляют собой смесь, состоящую из высокомарочного цемента, молотого кварцевого песка и модифицирующих химических добавок. В настоящее время пользуются спросом сухие гидроизоляционные смеси «Кальматрон», «Пенетрон» и др. Нанесение составов выполняют по поверхности, предварительно насыщенной водой (не менее 5 л/м2). 430 13.3. Антикоррозионные покрытия Затворенную смесь, разведенную до консистенции штукатурки, наносят шпателем, предварительно втерев в поверхность тот же состав жесткой щеткой. Некоторые составы можно наносить кистью или пневмокраскопультом. Инъекционную гидроизоляцию нагнетают в швы и трещины строительных конструкций или в примыкающий к ним грунт. В качестве материалов применяют карбамидные, фурановые смолы, геополимеры. Используют, как правило, при ремонте конструкций. 13.3. АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ Работы по защите строительных конструкций от коррозии следует выполнять по ТКП 45-5.09-33 «Антикоррозионные покрытия строительных конструкций зданий и сооружений. Правила устройства». Основные виды антикоррозионных покрытий: футеровка, гуммирование, гидрофобизация, окраска, газопламенное напыление, металлизация. Футеровка – это кладка высокой плотности, которая достигается путем применения высокопрочного кирпича без повреждений с тщательной перевязкой и заделкой швов и их уплотнением. Футеровку выполняют на химически стойких силикатных замазках, полимерных и цементно-полимерных растворах. Выполнение футеровки или облицовки на цементно-песчаном растворе не допускается. Гуммирование – покрытие сырой рулонной резиной, резиновыми клеями, синтетическими каучуками и другими составами с последующей вулканизацией. Вулканизацию гуммировочного покрытия осуществляют острым паром, горячей водой или 40%-ным раствором хлорида кальция (при открытой вулканизации) и острым паром под давлением (при закрытой вулканизации). Сначала поверхность грунтуют, накрывают рулонной резиной, затем выполняют вулканизацию или сушку покрытий. Гидрофобизация – покрытие специальными составами, после твердения которых образуется водонепроницаемая пленка для защиты бетонных и железобетонных конструкций (рис. 68, вклейка). В результате гидрофобизации вода перестает проникать в поры и трещины шириной даже до 1 мм. Первыми составами (гидрофобизаторами) были кремнийорганические жидкости, недостатками которых являлись высокая 431 Глава 13. Изоляционные работы пожароопасность, необходимость использования растворителей и ограниченный срок действия. В настоящее время практическое применение нашли составы ГКЖ 136-41, ГКЖ 136-157М, «Парад», которые не препятствуют испарению влаги из материала, сохраняют цвет и фактуру поверхности, уменьшают расход лакокрасочных материалов. Обработанные поверхности сохраняют эти качества более 10 лет, а при объемном внесении (глубинной пропитке) – весь срок службы конструкции, здания. Окраску в целях гидрофобизации выполняют нанесением на поверхности лакокрасочных и битумных составов при температуре воздуха не ниже 10 ° С. Предварительно поверхность грунтуют битумно-бензиновым раствором. Иногда армируют стеклотканью. Газопламенное напыление и металлизацию (рис. 13.4) выполняют путем нанесения на металлические поверхности расплавленного цинка распылением. Используют электрометаллизаторы, в которых цинковую проволоку расплавляют под действием вольтовой дуги. Воздушнопорошковая смесь 2 1 б 4 5 Ацителен (пропанбутан) Сжатый воздух из сети 2 2 г 3 1 в 7 а 6 д Рис. 13.4. Металлизация стальных связей и закладных деталей: а – общий вид установки газопламенного напыления; б – схема работы установки; в – процесс нанесения покрытия; г – общий вид электрометаллизатора; д – процесс нанесения покрытия; 1 – питательный бачок; 2 – горелка; 3 – воздушный шланг; 4 – ацетиленовый шланг; 5 – газовый баллон; 6 – маслоотделитель; 7 – компрессор 432 ГЛАВА 14. ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ 14.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ К отделочным относят плиточные, штукатурные, мозаичные, малярные, стекольные работы, работы по устройству покрытий пола. В процессе выполнения отделочных работ получают покрытия, которые придают зданию и сооружению законченный вид, а также выполняют защитные и декоративные функции. Отделочные работы следует осуществлять в соответствии с требованиями ТКП 45-1.03-311 «Отделочные работы. Основные требования» и другой нормативной документации. Основными требованиями, предъявляемыми к отделочным покрытиям, являются: • эстетичность; • способность со временем не изменять внешний вид; • устойчивость к различным повреждениям; • отсутствие вредного влияния на организм человека. Отделочные работы необходимо выполнять после устройства кровли и защиты отделываемых помещений от атмосферных осадков; герметизации швов между ограждающими конструкциями; установки оконных и дверных блоков; остекления оконных проемов; устройства гидро-, звуко-, теплоизоляции и выравнивающих стяжек перекрытий; прокладки и проведения испытаний инженерных коммуникаций. Штукатурные, малярные, облицовочные и обойные работы внутри здания необходимо выполнять при температуре в помещениях и температуре оснований не ниже 10 ° С и влажности воздуха не более 60 %. Такая температура должна поддерживаться круглосуточно, а также не менее 2 сут до начала работ, в процессе выполнения работ и не менее 12 сут после их завершения, для обойных работ – до сдачи объекта в эксплуатацию. 433 Глава 14. Отделочные работы При использовании сухих смесей влажностный режим в помещениях и температура окружающего воздуха должны соответствовать рекомендациям изготовителя. Сквозняки в помещении не допускаются. Строительные материалы и изделия для отделочных работ должны соответствовать требованиям действующих ТНПА и иметь документ, подтверждающий качество и безопасность продукции изготовителя в соответствии с требованиями ТР 2009/013/BY. 14.2. ШТУКАТУРНЫЕ РАБОТЫ 14.2.1. Виды штукатурок и штукатурные слои Штукатурные покрытия выполняют в целях отделки и выравнивания поверхностей, обеспечения санитарно-гигиенических, эстетических и защитных свойств. П о с п о с о б у у с т р о й с т в а штукатурку подразделяют на сухую и мокрую. Сухую штукатурку выполняют с применением гипсокартонных (ГКЛ) и гипсоволокнистых (ГВЛ) листов путем их крепления к поверхности; мокрую – с использованием штукатурных растворов путем нанесения их на поверхность. Штукатурку классифицируют на различные виды (рис. 14.1). Виды штукатурок Обычная монолитная Специальная Декоративная Простая Гидроизоляционная Сграффито Улучшенная Акустическая Известковопесчаная цветная Высококачественная Рентгенозащитная Терразитовая Кислотоупорная и др. Каменная Веницианская и др. Рис. 14.1. Классификация штукатурок 434 14.2. Штукатурные работы П о к а ч е с т в у обычную монолитную штукатурку подразделяют на простую, улучшенную и высококачественную. Простую штукатурку применяют в складах, подвалах, временных зданиях и сооружениях, где не предъявляют высокие требования к отделке. Состоит из двух слоев: обрызга и грунта. Толщина 12 мм. Улучшенную штукатурку применяют в жилых и общественных зданиях. Она состоит из трех слоев: обрызга, грунта, накрывки. Толщина 15 мм. Высококачественную штукатурку используют в зданиях с повышенными эстетическими требованиями: дворцах спорта, музеях и других общественных зданиях. Состоит из трех-четырех слоев: обрызга, одного или нескольких слоев грунта, одного или нескольких слоев накрывки. Толщина 18 мм (допускается до 20– 25 мм). Штукатурный раствор наносят на поверхность последовательно отдельными слоями. Каждый слой имеет свое назначение и выполняется с особыми требованиями к свойствам раствора, способу его нанесения, времени выдерживания и т. д. Обрызг – первый слой штукатурного намета. Обрызг должен полностью покрывать поверхность, иметь с ней прочное сцепление, заполнять все неровности. Он необходим для обеспечения надежного сцепления основного слоя грунта с основанием. По каменным, бетонным и кирпичным поверхностям его толщина должна быть не более 5 мм, по деревянным – 9 мм. Подвижность раствора 8–14 см (в зависимости от способа нанесения). Крупность заполнителя 0,3–2,5 мм. Этот слой не затирается, он должен быть шероховатым. Грунт – основной выравнивающий слой. Он определяет толщину будущей штукатурки. Может выполняться несколько слоев грунта. Толщина слоя для известковых растворов – до 7 мм, для цементных – 5 мм. Подвижность раствора без гипсового вяжущего 7–8 см. Накрывка – отделочный декоративный слой. Его толщина 2 мм, подвижность раствора 7–8 см, с гипсовым вяжущим – 9–12 см. Крупность зерен заполнителя 0,3–1,2 мм (за исключением отдельных декоративных составов). Для раствора под накрывку дополнительно нужно просеивать заполнитель через сито. 435 Глава 14. Отделочные работы При послойном нанесении штукатурного раствора необходимо выдерживать каждый слой для частичного схватывания. Время выдерживания слоев штукатурки зависит от их назначения, вида раствора и указывается в нормативах. Например, при оштукатуривании известковым раствором слой обрызга перед нанесением грунта выдерживают 24–36 ч, а каждый слой грунта 2–3 ч. Прочность нижних слоев должна быть выше прочности верхних слоев. Материалами для штукатурных работ (тяжелых штукатурок) являются простые и сложные растворы. Обычно используют следующие составы: • цементно-известковый 1 : 1 : 6 (10); • известковый 1 : 2; • цементный 1 : 3; • известково-гипсовый 1 : 2. Каменные и бетонные поверхности с нормальной влажностью оштукатуривают известковыми и цементно-известковыми растворами, гипсовые – гипсовыми и известково-гипсовыми. Для наружных стен и в условиях повышенной влажности применяют цементные и цементно-известковые растворы. По составу применяют такие растворы, которые наиболее приближены к материалу оштукатуриваемой поверхности. Это способствует лучшей совместимости материалов, а значит, и лучшей адгезии штукатурного намета. Прочность нижних слоев должна быть выше прочности верхних накрывочных слоев. 14.2.2. Подготовка поверхностей под штукатурку Способ подготовки поверхностей зависит от материала, на который наносят штукатурку. При температуре окружающего воздуха 23 ° С и выше основания должны увлажняться. При оштукатуривании бетонных поверхностей насечку выполняют бучардами, зубилами, на них набивают штукатурные сетки или обрабатывают пескоструйным аппаратом. Кирпичные поверхности при кладке впустошовку очищают, увлажняют. Заполненные швы выбирают на глубину до 15 мм. Влажность каменных оснований должна быть не более 8 %. На деревянные поверхности набивают драночные щиты с ячейками в свету 45 × 45 мм. Для уменьшения тепло-, звуко- и водопроницаемости натягивают антисептированную рогожу, во436 14.2. Штукатурные работы 8 4 300–400 2 а 9 1000–3000 11 10 6 12 5 1 5 3 6 8 9 10 1500 7 2 4 300 3 15 1500 150 300 1500 7 300 1 300–400 йлок, мешковину или современные материалы подобного вида. Влажность деревянных поверхностей должна быть не более 12 %. Гипсовые, гипсобетонные поверхности прочищают стальными щетками для шероховатости. Металлические поверхности обматывают или оплетают проволокой, затягивают сеткой. Сеткой оплетают участки сопряжения стен, разных по материалу. Важным при подготовке поверхности является провешивание стен (рис. 14.2). Его выполняют для выявления неровностей поверхностей, а также для установления толщины будущей штукатурки (без накрывочного слоя). б Рис. 14.2. Провешивание поверхностей: а – вертикальных стен; б – потолка; 1–12 – последовательность забивки маяков В процессе провешивания выполняют устройство марок и маяков. Маяки бывают растворные из гипсового раствора и инвентарные из легкого металлического профиля (рис. 69, вклейка). После оштукатуривания растворные марки и маяки вырубают и заполняют тем же раствором. Провешивание выполняют под все виды штукатурки: простую, улучшенную и высококачественную. При простой штукатурке не выполняют устройство маяков, при улучшенной и высококачественной – выполняют. 14.2.3. Технология производства штукатурных работ До начала штукатурных работ должны быть завершены все процессы, при выполнении которых возможно повреждение штукатурки (см. п. 14.1). 437 Глава 14. Отделочные работы 1360 1100 900 Нанесение раствора на поверхность может выполняться ручным и механизированным способами. При ручном способе раствор набрасывают и намазывают на поверхность. Для набрасывания раствора применяют такие инструменты, как штукатурная лопатка, ковш, совок, для намазывания – полутерок, сокол, гладилка. Разравнивают раствор с использованием полутерка. Отделку накрывочного слоя выполняют теркой. При производстве штукатурных работ применяют различные средства подмащивания: леса, подмости, люльки. Для внутренних работ чаще всего используют облегченные инвентарные подмости (рис. 14.3), легко и быстро разбирающиеся. Для наружных работ более удобны в применении леса и люльки. б 2000 г в 4000 2200 900 а д Рис. 14.3. Инвентарные подмости: а–в – штукатурные столики: складной двухвысотный, универсальный, телескопический; г – столик-вышка; д – вышка-тура При оштукатуривании стен механизированным способом широко применяют комплексные машины – штукатурные агрегаты и штукатурные станции (рис. 70, вклейка). Штукатурные 438 14.2. Штукатурные работы станции могут выполнять операции по приему, транспортированию и нанесению раствора. Основными конструктивными частями являются приемный бункер, вибросито, растворосмеситель, растворонасос, растворопровод с форсункой для нанесения раствора. Затирку поверхности выполняют с использованием электрических штукатурно-затирочных машин. Механизация штукатурных работ представлена на рисунке 14.4. 3 2 10 4 3 9 8 7 6 5 а 1 7 б Рис. 14.4. Механизация штукатурных работ: а – штукатурные работы с использованием переносной пневмоустановки с сухими смесями, передвижного растворонасоса, многоцелевой пневмонагнетательной установки; б – штукатурная станция; 1 – передвижной растворонасос; 2 – переносная пневмоустановка с использованием сухих смесей; 3 – форсунка; 4 – многоцелевая пневмонагнетательная установка; 5 – транспортное средство; 6 – штукатурная станция; 7 – растворонасосы; 8 – бункер; 9, 10 – раствороводы диаметрами 25–50 мм Поверхность штукатурного покрытия должна быть ровной и гладкой, без следов затирочного инструмента и потеков раствора. Трещины, бугры, раковины не допускаются. Штукатурное покрытие внутри здания должно отвечать требованиям, приведенным в таблице 14.1. 439 Глава 14. Отделочные работы Предельно допустимые отклонения при оштукатуривании поверхностей Показатель качества Отклонение от вертикальности поверхности, мм, не более: на всю высоту помещения на 1 м высоты помещения Отклонение от горизонтальности поверхности на 1 м, мм, не более Отклонение от прямолинейности поверхности (ровность), не более: количество неровностей (на 4 м2), шт. глубиной (высотой), мм Таблица 14.1 Допустимые значения штукатурки улучвысокопростой шенной качественной 15 3 10 2 5 1 3 2 1 3 5 2 3 2 2 14.2.4. Технология оштукатуривания с применением сухих смесей Сухие смеси представляют собой смесь минеральных вяжущих, наполнителей строго фиксированной дисперсности, полимерных порошков и различных модифицирующих добавок. Полимеры обеспечивают водоудерживающую способность составов, что позволяет наносить их тонкими слоями. Подготовку поверхностей выполняют обычным способом (очистка, провешивание, выравнивание). Доставку сухих смесей осуществляют в бумажных многослойных пакетах или в капсулах. Сухие смеси применяют после их приготовления непосредственно на строительной площадке. Их загружают в воду, затем при непрерывном перемешивании миксером приготавливают в специальных емкостях в течение 5–7 мин. Выдерживают по условиям производителя (около 10–15 мин), затем повторно перемешивают перед применением (рис. 71, вклейка). Подготовленная поверхность перед оштукатуриванием должна быть обработана грунтовочным составом. Составы можно наносить вручную и различными штукатурными агрегатами типа Т103, PFT G4 и др. (рис. 72, вклейка). Процесс оштукатуривания сухими смесями показан на рисунке 73, вклейка. Штукатурка из сухих смесей может 440 14.2. Штукатурные работы наноситься тонким и толстым слоем. Однако нанесение ее толстым слоем экономически не выгодно, поэтому более значительное выравнивание стен лучше выполнять тяжелыми растворами. При толщине штукатурного слоя до 10 мм поверхности допускается не армировать. При толщине более 10 мм следует применять арматурную сетку. Каждый последующий слой наносят с перерывом 4–5 ч. Декоративно-защитный слой наносят через 38 ч после нанесения штукатурного слоя, но не более чем через 7 сут, в два-три слоя при помощи пистолета-краскораспылителя или валиком. Фактурную отделку можно выполнять фигурными валиками. При наружной отделке всю поверхность фасада необходимо разбить на захватки так, чтобы на открытых местах не было стыков соединения декоративных слоев – по пилястрам, сандрикам, пояскам, оконным откосам. 14.2.5. Специальные штукатурки Специальные штукатурки применяют для того, чтобы усилить определенные свойства защитных покрытий. При этом используют следующие виды штукатурок: • гидроизоляционную; • акустическую (звукоизоляционную); • рентгенозащитную; • теплоизоляционную; • кислотоупорную и др. Гидроизоляционную штукатурку применяют для защиты от воздействия воды и других жидкостей по наружным и внутренним поверхностям. Данные свойства обеспечивают торкрет-штукатурка и цементная с различными добавками, которую выполняют обычным способом (более подробное описание дано в гл. 13). Акустическую штукатурку выполняют в помещениях, где необходимо обеспечить более высокую звукоизоляцию. Предварительно поверхность покрывают слоем грунта из цементно-песчаного раствора с добавлением 10 % извести. Затем наносят слой цементно-пемзовой или цементно-шлаковой смеси. Для цементно-шлакового раствора котельный шлак просеивают через сито (5 мм), в сухом виде смешивают с цементом и затворяют водой. 441 Глава 14. Отделочные работы Слой штукатурки может состоять из 10 мм обычной и 25 мм акустической. Рентгенозащитную штукатурку применяют для защиты помещений от воздействия α-, β- и γ -излучений в условиях работы рентгенкабинетов, лабораторий, при эксплуатации противорадиационных укрытий и т. д. Изоляцию можно обеспечить двумя способами: путем устройства баритовой штукатурки или прокладки свинцового изоляционного слоя. Изоляционный слой баритовой штукатурки толщиной 14,6 мм соответствует слою свинца толщиной 1 мм. Баритовая штукатурка состоит из барита, цемента и воды. Барит – тяжелый шлак. Для раствора применяют заполнитель в виде баритовой пыли или песка крупностью зерен не более 1,25 мм. Цемент должен быть марки не ниже М500. Штукатурка наносится в два слоя с каждой стороны поверхности. Слой баритовой штукатурки должен быть непрерывным, одинаковым по толщине. Если стыки слоев перекрываются, это должно быть не менее чем на 3/4 принятой толщины штукатурки. Рекомендуется покрывать слой рентгенозащитной штукатурки гипсокартонными листами. 14.2.6. Декоративные штукатурки Декоративные штукатурки выполняют для придания поверхностям более красивого внешнего вида, как внутри зданий, так и для наружной отделки фасадов. Широкое применение получили следующие штукатурки: известково-песчаная цветная, терразитовая, каменная, штукатурка «сграффито», венецианская, «короед» и др. Все декоративные штукатурки отличаются от обычной монолитной технологией нанесения и составами. Устройство штукатурки также выполняют послойно. В отличие от обычной монолитной штукатурки, в целях лучшей адгезии слоев предварительно выполняют подготовку каждого слоя: смачивание поверхности, нацарапывание борозд с помощью острых предметов. При нанесении и разравнивании слои штукатурки уплотняют полутерком, таким образом ее структура будет более плотной и долговечной, что очень важно для наружных работ. Декоративность верхнему слою придают с использованием рельефных валиков, трафаретов, рустованием, выцарапыванием верхних слоев, нанесением составов с кисти, через сетку и др. 442 14.2. Штукатурные работы Современные декоративные штукатурки поставляют как готовыми к употреблению, так и в виде сухих смесей, которые перед применением затворяют водой. Полученный состав сразу наносят на стены. По виду вяжущего декоративные штукатурки подразделяют на минеральные и полимерные. Минеральные штукатурки состоят из природных компонентов (кварцевого песка, белых цементов и др.) и полимерных добавок (около 3 %). Полимерные штукатурки приготавливают на основе водной дисперсии акриловых смол. Наполнителем для них чаще всего являются полимерные гранулы. Иногда используют калиброванный мраморный, гранитный или кварцевый гранулят. Венецианская штукатурка – это технология декоративной отделки поверхностей, имитирующая натуральные материалы: мрамор и другие природные камни, а также красное дерево и драгоценные металлы. Это изысканное, элегантное декоративное покрытие применяют в современных интерьерах для отделки стен, колонн, потолков и других конструкций (рис. 74, вклейка). Отделка способна передавать как бы глубокое свечение, игру света настоящего полированного мрамора. Такой эффект достигают многослойным покрытием обрабатываемой поверхности цветными полупрозрачными составами. Классический состав венецианской штукатурки: • наполнитель – пудра (пыль, мука) мраморная, гранитная, кварцевая; • вяжующее – гашеная известь, акрил и др.; • красители – натуральные (растительные) или синтетические; • вода. Венецианскую штукатурку выполняют в виде густой прозрачной массы и продают в емкостях по 7–25 кг. Штукатурку наносят на хорошо выровненную огрунтованную поверхность. Стена должна быть идеально ровной, так как под прозрачным слоем будут видны даже мельчайшие трещинки. Штукатурку наносят послойно, каждый слой должен быть просушен и отшлифован. Первый слой формирует базу рисунка, а также сглаживает неровности на подготовленной поверхности. Промежуточные слои (два-три) формируют рисунок, имитирую443 Глава 14. Отделочные работы щий натуральный материал, например мрамор. Поверхность будет больше похожа на мрамор и лучше выгля деть, если смешать два-три оттенка одного цвета. Состав наносят шпателем аккуратно небольшими штришками, слой за слоем. Нижние слои рекомендуется наносить широким шпателем, верхние – узким. Каждому слою дают высохнуть и зачищают, чтобы уст ранить неровности. Для формирования гладкой матовой или глянцевой поверхности финишный слой тщательно затирают и шлифуют мелкой наждачной бумагой круговыми движениями. После этого стену покрывают защитным слоем белого воска (применять лаки не рекомендуется – от них поверхность может помутнеть). Раньше это делали натуральным пчелиным воском. 14.2.7. Производство штукатурных работ в зимнее время В зимнее время штукатурки выполняют, соблюдая ряд дополнительных требований: • внутренние поверхности, подверженные быстрому охлаждению (оконные откосы, ниши и др.), следует оштукатуривать до наступления холодов. В противном случае необходимо принимать меры по предохранению штукатурного намета от преждевременного замерзания (электропрогревом, утеплением конструкций и т. д.); • снаружи здания штукатурные работы должны выполняться при температуре окружающего воздуха не ниже 5 ° С и при отсутствии атмосферных осадков. При более низкой температуре следует использовать материалы, область применения которых предусмотрена действующими нормативами для данных условий; • для понижения температуры замерзания раствора могут быть использованы противоморозные химические добавки, такие как углекислый калий (поташ), нитрит натрия, нитрит натрия + мочевина, молотая негашеная известь и др.; • марка растворов по морозостойкости при выполнении штукатурных работ снаружи здания для вертикальных поверхностей должна быть не ниже F50, для горизонтальных поверхностей – не ниже F10; • приготовление, транспортирование раствора должно быть организовано таким образом, чтобы раствор, доставляемый на 444 14.3. Облицовочные работы объект, имел температуру не ниже 8 ° С. При этом бункера, растворопроводы должны быть утеплены. 14.3. ОБЛИЦОВОЧНЫЕ РАБОТЫ Назначение облицовки – создание необходимых санитарногигиенических условий в эксплуатируемых помещениях, защита строительных конструкций от различных воздействий, уменьшение тепло-, звукопроводности, а также повышение эстетических качеств отделки. Для облицовочных работ применяют плитки керамические, плиты из природного камня, листовые и погонажные изделия. Наиболее распространенным материалом является керамическая плитка, которая на рынке представлена самым широким диапазоном технических характеристик и большим разнообразием дизайнерских решений. 14.3.1. Технология облицовки стен керамической плиткой на растворах Перед началом облицовки плитку сортируют по размеру, цвету, оттенкам. Отклонения сторон от прямого угла не должны превышать 0,5 мм. При нарезке плитки применяют плиткорезы (рис. 14.5), стеклорезы, инструменты для сверления. Рис. 14.5. Нарезка плитки плиткорезом 445 Глава 14. Отделочные работы Подготовку поверхности осуществляют традиционным способом. Обязательно выполняют провешивание и устанавливают маячные плитки, по которым будут ориентироваться при облицовке (рис. 14.6). При небольших размерах помещения маяки устанавливают только по углам, при больших – дополнительно промежуточные. 1 1 2 2 3 3 30 2 2 4 5 1 1 Рис. 14.6. Подготовка поверхности к облицовке: 1 – гвозди; 2 – маячные плитки; 3 – шнуры; 4 – рейка на уровне чистого пола; 5 – нижний ряд плиток После провешивания выполняют разметку участка облицовки. Нижнюю границу облицовки обычно располагают на уровне чистого пола. В первом ряду плитку раскладывают насухо, от середины к краям. Чтобы определить вертикальные контуры облицованной поверхности, на противоположных концах стены, выше верха облицовки, забивают стальные штыри. От них по отвесу натягивают шнуры, которые закрепляют к штырям, забитым у пола. Шнуры оставляют до конца работы. Между примыкающей стеной и натянутым шнуром оставляют зазор меньше толщины плитки. Нижний ряд плитки, где нет 446 14.3. Облицовочные работы пола, опирают на рейку, высота которой соответствует толщине пола. Укладку плитки начинают со второго ряда снизу вверх, горизонтальными и вертикальными рядами. Облицовку выполняют на цементных растворах марки М100 или на цементно-известковых. Толщина прослойки из раствора должна быть 7–15 мм. Растворная смесь должна заполнять все пространство между плиткой и стеной. Для обеспечения одинаковой толщины швов используют дистанционные крестики. Затирку швов выполняют после частичного твердения прослойки. После заполнения швов облицовку чистят. 14.3.2. Технология облицовки стен керамической плиткой на клеевых смесях Основанием под облицовку плиткой на клеевых смесях служит идеально гладкая поверхность: железобетонные панели, штукатурка и др. Подготовку поверхностей выполняют в зависимости от материала поверхности. В местах более значительных неровностей наносят выравнивающий раствор. При облицовке на клеях для выравнивания рекомендуется оштукатурить поверхность тяжелым раствором. Если основание сильно влагопоглощающее, необходимо выполнить огрунтовку. Растворную смесь для прослойки наносят с помощью металлической зубчатой терки гладкой стороной, разравнивают зубьями. Толщина прослойки из клеящих полимерминеральных растворов должна быть: • при размерах плитки до 100 × 100 мм включительно – 2–3 мм; • свыше 100 × 100 мм – 3–4 мм; • свыше 300 × 300 мм – 2–8 мм. Следует иметь в виду, что клеевую смесь необходимо наносить на поверхность площадью не более 1 м2, так как она сохраняет свои клеевые свойства только в течение 10–30 мин. Через 24 ч после укладки плитки приступают к заполнению швов фугой с использованием резинового шпателя или резиновой терки. Через 15–30 мин поверхность моют, плитку очищают с 447 Глава 14. Отделочные работы помощью губки, терки. Через 1 ч после высыхания выполняют окончательную очистку. 14.3.3. Облицовка плитами из природного камня Облицовку природным камнем выполняют для отделки фасадов, стен, колонн, фойе общественных зданий с повышенными эстетическими требованиями. Применяют следующие породы камня: граниты, песчаники, лабрадориты, габбро, диабаз, диорит, туф, кварцит, доломит и др. При работе с натуральным камнем необходимо обращать внимание не только на его внешние достоинства, такие как цвет, структура, рисунок, но и на физико-механические характеристики выбранной породы, степень однородности поставляемой партии, совместимость различных пород камня между собой и с другими материалами. Облицовка вертикальных поверхностей плитами из природного камня на растворах допускается при толщине плит не более 10 мм. Облицовку плитами толщиной более 10 мм можно выполнять на растворе с дополнительным креплением кляммерами, скобами и другими крепежными элементами или с вентилируемым слоем между стеной и облицовочной плитой. Подготовка поверхности заключается в ее очистке, насечке, провешивании с установкой гипсовых маяков и металлических порядовок. Установку плит начинают с углов, элементов цоколя, проемов, пилястр. После чего по зафиксированным рядам облицовывают остальное поле стены. Сначала плиты примеряют насухо, затем в стенах размечают положение отверстий для креплений. Цокольный ряд укладывают на растворе. На постель из раствора устанавливают под шнур следующий ряд облицовки и закрепляют монтажным креплением. Тяжелые плиты крепят постоянными связями, которые временно зажимают деревянными клиньями, забиваемыми в гнезда (рис. 14.7). Необходимый зазор между плитой и стеной обеспечивают установкой распорных клиньев. По окончании ряда облицовки зазор между стеной и плитой заполняют раствором. Это выполня448 14.4. Устройство подвесных и натяжных потолков ют слоями, в несколько приемов, каждый слой должен быть не более 1/3 высоты плиты. 5 4 2 6 б 1 2 а 7 в 2 1 3 8 9 6 2 г 1 Рис. 14.7. Крепление облицовочных плит из природного камня: а – схема установки; б – жесткое крепление Т-образными костылями; в – деталь временного крепления; г – скользящее крепление за вертикальные стержни; 1 – плита облицовки; 2 – деревянные клинья; 3 – пироны; 4 – Т-образный костыль; 5 – стальные клинья; 6 – цементный раствор; 7 – времен ный костыль; 8 – вертикальные стержни; 9 – скобы 14.4. УСТРОЙСТВО ПОДВЕСНЫХ И НАТЯЖНЫХ ПОТОЛКОВ 14.4.1. Устройство подвесных потолков Подвесные потолки устраивают в помещениях для отделки, а также для скрытия инженерных коммуникаций. Основным недостатком является то, что они занимают полезный объем помещения, поэтому чаще всего их устраивают при высоте помещений 3 м и более. По этой же причине, чтобы зрительно увеличить высоту помещения, применяют панели светлых тонов. Для подвесного потолка можно использовать панели из гипсокартона, пластика, пенополиуретана и других материалов. Желательно, чтобы их масса была небольшой. 449 Глава 14. Отделочные работы Подвесные потолки бывают одно- и двухуровневыми. Конструкция подвесного потолка состоит из каркаса (основных и вспомогательных направляющих), на котором крепят панели (рис. 14.8). Помимо направляющих, используют различные крепежные детали: спица с кольцом, спица с крючком, различные соединители, подвеска. Швы панелей должны располагаться на направляющих. 1 2 3 7 а в 6 5 4 б г 8 7 Рис. 14.8. Монтаж подвесных потолков из панелей: а – общий вид; б – укладка панелей из гипсокартона; в – то же, из перфорированных плит; г – то же, из термо-, звукоизоляционных плит; 1 – тяга; 2 – подвес с зажимом; 3 – пристенный профиль; 4, 5 – алюминиевые профили; 6 – стальной профиль; 7 – панели потолка; 8 – видимая полка каркаса 14.4.2. Устройство натяжных потолков Натяжной потолок – это конструкция из полотнища, закрепленная на металлическом или пластиковом профиле под основным потолком. В настоящее время натяжные потолки (рис. 75, вклейка) устраивают в квартирах, офисах, ресторанах и отелях. Их преимущества заключаются в том, что можно скрыть имеющиеся на потолке изъяны, проводку и другие коммуникации, придать эстетический вид потолку, исключая мокрые процессы. Важным также является быстрота установки: время монтажа одного потолка средней сложности составляет несколько часов. 450 14.4. Устройство подвесных и натяжных потолков Существуют два вида натяжных потолков: из сварной виниловой пленки ПВХ и тканевые бесшовные. Натяжные потолки также бывают одно- и двухуровневые. Двухуровневый натяжной потолок дает возможность визуально разделить помещение на области, разграниченные по высоте. В зависимости от способа крепления каркаса различают следующие типы потолков (рис. 14.9): гарпунные, штапиковые, клиновые, клипсовые, кулачковые. а б в Рис. 14.9. Схемы монтажа натяжного потолка: а – гарпунный; б – клиновой; в – кулачковый Основные элементы натяжного потолка: полотно, багет, гарпун, заглушка и др. Потолки из виниловой пленки ПВХ. Полимерную ПВХ-пленку для натяжных потолков шириной 1–5 м производят из эластичного, прочного и водонепроницаемого материала. Ее изготовляют путем сварки полотнищ на ТВЧ-станках. Достоинством таких потолков являются водонепроницаемость (легко восстанавливаются после затопления) и красивый эстетический вид. Недостаток – меньшая прочность по сравнению с тканевыми. Потолки из ПВХ-пленки поставляют разного цвета и фактуры; бывают глянцевые, матовые и сатиновые. До начала монтажа натяжных потолков в помещениях должны быть закончены все основные отделочные работы, кроме окраски или оклейки стен обоями, а также закончены проводка осветительной арматуры, установка системы пожаротушения, прокладка трубопроводов и т. д. Последовательность устройства натяжного потолка показана на рисунке 76, вклейка. 451 Глава 14. Отделочные работы При разметке помещения для установки багета сначала с помощью гидроуровня определяют самый низкий угол потолка в помещении. Затем от нижнего угла отмеряют вниз и делают отметку (минимум 15 см). Аналогично на остальные углы помещения на этом уровне устанавливают еще три отметки. С помощью уровня или отбивочного шнура по установленным меткам наносят линии горизонта на всех четырех стенах. По этим линиям на стены закрепляют багеты. Далее замеряют углы помещения. Крепление багета выполняют шурупами с пресс-шайбой. Расстояние между шурупами 7,5–12,0 см. В местах стыка профилей и в угловых соединениях шурупы крепят по краям на расстоянии 1–2 см. При креплении полотна сначала необходимо прогреть помещение, чтобы удобно было работать. Далее разогревают полотно, находящееся в упаковке, и постепенно его разворачивают. Затем с помощью клипс-зажимов прикрепляют к багету. Специальным шпателем закрепляют в багете первый угол полотна. Далее по диагонали полотно разогревают газовой пушкой до определенной эластичности (до 70 ° С) и растягивают уже мягкую пленку. Хорошо разогретое полотно достаточно легко растягивается. Гарпун заводят в паз потолочного профиля в противоположном углу. Эти операции выполняют с каждой диагональю по всем сторонам окантовки. После того как пленка остынет, она уже надежно соединена с крепежами по всему периметру. Тканевые бесшовные потолки представляют собой текстильное полотно трикотажного плетения из полиэстеровой нити, пропитанное смесью на основе полимера – полиуретана. После пропитки полотно отжимают, сушат и каландрируют (уплотняют, придают ему блеск, наносят тисненый рисунок). Полотно бесшовных потолков поставляют рулонами шириной до 5 м. Для монтажа тканевого потолка полотно отпускают с рулона нужной длины, без дополнительной обработки и нагрева, фиксируют в монтажном профиле. Бесшовные потолки поставляют как в белом, так и в цветовом исполнении. Они наиболее распространены в отделке. 452 14.5. Стекольные работы Технология установки тканевого натяжного потолка отличается от пленочного. При монтаже прогревать помещение и полотно не требуется. По углам тканевый натяжной потолок фиксируют в последнюю очередь. 14.5. СТЕКОЛЬНЫЕ РАБОТЫ Материалы. Стекло является традиционным материалом, используемым в качестве заполнения световых проемов. Оконные переплеты остекляют листовым оконным стеклом толщиной 2–6 мм или стеклопакетами. Фонари верхнего света остекляют армированным листовым стеклом толщиной 5,0–5,5 мм. До недавнего времени использовали традиционные системы с двойным или тройным остеклением. Сейчас неотъемлемой составной частью окон является стеклопакет. Изобретение стеклопакета стало прогрессивным решением в развитии оконных технологий. Стеклопакет, заполняющий светопрозрачное пространство оконного блока, представляет собой конструкцию, состоящую из двух (однокамерный стеклопакет) или трех (двухкамерный стеклопакет) стекол, разделенных герметичными камерами (рис…. 77, вклейка). Камеры заполнены осушенным воздухом или инертным газом, улучшающим теплофизические свойства стеклопакета. Расстояние между стеклами в стеклопакете определяется толщиной дистанционных рамок, обычно это 8–36 мм. Номинальная толщина стеклопакета – 14–60 мм. В качестве влагопоглотителя используют высокопористое вещество, засыпаемое в дистанционную рамку стеклопакета и активно адсорбирующее пары воды. При использовании в стеклопакетах стекла разной толщины и с различными покрытиями можно изготавливать окна с заданными характеристиками, например уменьшить теплопотери, получая заданный спектр лучей, проникающих в помещение, повысить энергосберегающие, огнестойкие, звукоизоляционные, солнцезащитные, прочностные и другие свойства. Для остекления витрин и витражей, изготовления дверных полотен и облицовки панелей фасадов применяют специальные 453 Глава 14. Отделочные работы полированные стекла толщиной 5–10 мм, витринные плоские и гнутые стекла толщиной 6–10 мм, волнистые стекла типа «сталинит» и др. Установка листового стекла. Работы по остеклению состоят из заготовительных процессов, выполняемых в мастерских, транспортных и основных процессов по установке стекла. Заготовительные процессы заключаются в нарезке стекла, приготовлении замазок и других крепежных материалов. Стекло размечают и нарезают по размеру на специальных верстаках, обитых войлоком и снабженных мерными рейками или универсальными линейками. Резку стекол выполняют алмазным или твердосплавным роликовым стеклорезом. Размеры готового стекла должны быть на 3–4 мм меньше размеров проема между фальцами. Это предохраняет стекло от перегрузок при набухании деревянных переплетов и сжатии на морозе металлических и железобетонных. Транспортируют нарезанное стекло к месту работ в ящиках или контейнерах. Витринное стекло перекладывают гофрированной бумагой. Замазку, чтобы обеспечить 15-дневный срок ее годности, доставляют в герметичной таре. Остекленные дверные и оконные блоки в контейнерах подают на этажи краном. Стекольные работы необходимо выполнять при положительной температуре окружающего воздуха. Для крепления стекол используют различные стекольные замазки, а также металлические кляммеры, шпильки, пружины и штыри, прокладки из резины, металлические и деревянные штапики. При креплении стекол на замазке в деревянных переплетах предварительно очищают фальцы и огрунтовывают олифой. Замазка должна обладать высокой адгезией, пластичностью, морозо- и теплостойкостью. Первый слой замазки, на который устанавливают стекло, укладывают в фальцы толщиной 2–3 мм. Стекло закрепляют шпильками или стекольной проволокой на расстоянии не более 300 мм одна от другой. После этого, закрывая шпильки, укладывают на фальцы второй слой замазки и заглаживают его. Замазка должна наноситься равномерным сплошным слоем, без разрывов, до полного уплотнения фальца переплета. При установке стекол на штапиках с замазкой или резиновой прокладкой размеры стекла должны быть на 5 мм меньше разме454 14.5. Стекольные работы ров проема между фальцами. Предварительно на стекло одевают прокладку и после установки в фальцы закрепляют штапиками на шурупах. При установке стекол в металлические и железобетонные переплеты стекла закрепляют пружинами, кляммерами или металлическими штапиками на винтах. Для механизированной промазки фальцев используют ручной промазчик. Шпильки забивают стекольным пистолетом. Витринные стекла. Их устанавливают в стальные, алюминиевые или железобетонные переплеты на П-образные пластмассовые или резиновые прокладки. В мастерских на обрезанные по размерам стекла по контуру одевают прокладки. Затем вакуум-присосами стекла приподнимают и укладывают в контейнер для доставки к месту установки. Монтаж осуществляют легким передвижным краном, снабженным компрессорной установкой. С помощью траверсы, имеющей трехтарельчатые вакуум-присосы, стекло поднимают и, переведя его в вертикальное положение, устанавливают в подготовленный переплет витрины. После этого закрепляют профильными металлическими штапиками на винтах. Установка стеклопакетов. Стеклопакеты доставляют на строительную площадку в готовом виде. Их вставляют в створки с заполнением зазоров нетвердеющими герметиками. Стеклопакеты устанавливают на замазке или резиновых прокладках и закрепляют штапиками. Светопрозрачные ограждения из стеклопрофилита устанавливают в рамы, оклеенные уплотняющими прокладками, вручную или с помощью крана. После установки сжимов и фиксаторов, удерживающих панель, ее герметизируют пастой. Контроль качества. При остеклении проемов необходимо соблюдать следующие требования: • стекло должно плотно прилегать к створке и не дребезжать; • замазка (мастика) не должна иметь трещин, отставать от поверхности стекла и фальца; • наружные фаски штапиков должны плотно прилегать к внешней грани фальцев, не выступая за их пределы и не образуя впадин; • штапики, установленные на замазке (мастике), должны быть прочно соединены между собой и с фальцем створки; 455 Глава 14. Отделочные работы • эластичные прокладки, применяемые для остекления, должны быть плотно защемлены стеклом и плотно прилегать к поверхности фальца, стекла и штапика, не выступать над гранью штапика, не иметь трещин и разрывов; • уплотнительные профили при применении любых крепежных деталей должны быть плотно пригнаны к стеклу и пазу фальца. Не допускаются: • стыкование стекол в жилых и общественных зданиях; • установка стекол с дефектами (трещины, выколы более 10 мм, несмываемые пятна, инородные включения); • следы замазки (мастики), раствора, краски на поверхности стекол; • перекосы стеклопакетов и чрезмерное их обжатие штапиками или накладками. 14.6. ТЕХНОЛОГИЯ ОКЛЕЙКИ СТЕН ОБОЯМИ Обои – это самый традиционный и всем известный отделочный материал. Классы, типы, виды, марки и свойства обоев устанавливают по ГОСТ 6810 «Обои. Технические условия», а производство работ осуществляют по ТКП 45-1.03-311 «Отделочные работы. Основные требования». Обои изготовляют различных классов: бумажные, виниловые, текстильные, флизилиновые и др. Для приклеивания обоев применяют следующие обойные клеи: МЦ (на основе метилцеллюлозы); КМЦ (на основе карбоксиметилцеллюлозы); КМК и ГПК (на основе эфиров крахмала). До начала обойных работ должны быть закончены отделка потолков, все малярные работы (кроме окраски полов, плинтусов и наличников). Подготовка поверхностей включает следующие процессы: раскрытие и заделку трещин; шлифование поверхности и устранение шероховатостей; очистку поверхности; обработку безусадочными материалами мест сопряжения конструкций из различных материалов; обработку антикоррозионными составами металлических изделий; сплошное шпатлевание с последующей 456 14.6. Технология оклейки стен обоями шлифовкой (при оклейке высококачественными обоями); оклейку бумагой (при необходимости); грунтование поверхности (обработка клеем). Нарезку обоев выполняют на высоту помещения с припуском 5 см, который затем обрезают. Оклеивание поверхностей обоями следует начинать от угла наружной стены, а при оклейке внахлест – от окна к двери. Этот прием позволяет сделать швы незаметными. В помещениях, где нет оконных проемов (коридоры и др.), наклейку обоев выполняют в любом направлении. Обои плотностью до 100 г/м2 включительно необходимо наклеивать внахлест, плотностью более 100 г/м2 (улучшенные и высококачественные) – встык. В настоящее время обои изготовляют в основном для наклейки встык. Полотно обоев раскладывают на полу или на столе лицевой стороной вниз. Клей наносят при помощи кисти, мягкой щетки, мехового валика. После нанесения клея обои нужно сложить два раза пополам для лучшей пропитки и удобной подачи их к месту наклейки. Самые уязвимые места (в углах, на оконных перемычках) рекомендуется промазать клеем. Полотнища обоев должны наклеиваться строго вертикально. Допускается отклонение по вертикали на всю высоту помещения не более 2 мм. Вначале проверяют вертикальность положения первого полотнища по отвесу. Наклейку второго выполняют встык, не допуская соединение внахлест. Обои разравнивают обойной щеткой, по направлению сверху вниз, затем от центра к краям. Это предотвратит появление пузырей и морщин. С помощью валика прокатывают края обоев. Выступивший клей необходимо удалять валиком или ветошью. Наклейку обоев выполняют с запуском под плинтусы и наличники. Излишки обоев при этом должны быть обрезаны до высыхания клея. В местах выключателей и розеток необходимо сделать надрез на полотнище, после чего обрезать лишний кусок обоев. Бордюр и кайму клеят после высыхания обоев. 457 Глава 14. Отделочные работы 14.7. МАЛЯРНЫЕ РАБОТЫ Окраску поверхностей выполняют в целях обеспечения санитарно-гигиенических, декоративных и защитных функций. Для окраски применяют водные и неводные составы. К водным составам относят акриловые, водоэмульсионные, клеевые, казеиновые, к неводным – лаки, эмали, масляные краски. Малярные работы выполняют после всех общестроительных, санитарно-технических, электромонтажных, облицовочных и штукатурных работ. Перед окраской влажность оштукатуренных поверхностей не должна превышать 8 %, деревянных – 12 %. По качеству различают следующие виды окраски: простая, улучшенная, высококачественная. Они различаются внешним видом и набором операций (табл. 14.2, 14.3). При более высоком качестве окраски их значительно больше. Таблица 14.2 Последовательность выполнения работ по окраске водными составами Операция простая улучшенная высококачественная по штукатурке и бетону по кирпичу Вид окраски Клеевая Известковая Очистка поверхности Первое нанесение грунтовки Частичная подмазка Шлифовка подмазанных мест Первая сплошная шпатлевка Шлифовка Вторая сплошная шпатлевка Шлифовка Второе нанесение грунтовки Третье нанесение грунтовки с подцветкой Нанесение окрасочного состава + + – – – – – – – + + + + + + – – – – + + + + + + + + + + + + + + + + + + – – – – – + + + + – – – – – – – + + 458 14.7. Малярные работы Таблица 14.3 Последовательность выполнения работ по окраске неводными составами высококачественная простая улучшенная, высококачественная простая улучшенная, высококачественная Очистка Сглаживание неровностей Вырезка сучков и засмолов с расшивкой Расшивка трещин Проолифка (прогрунтовка) Частичная подмазка Шлифовка подмазанных мест Сплошная шпатлевка Шлифовка Огрунтовка Первое окрашивание Шлифовка Второе окрашивание Флейцевание улучшенная Операция По металлу простая По дереву Вид окраски По штукатурке и бетону + – + – + – + + + + + – + – + – + + + – – – + – + – + – + + + + + + + + + + + – + + + + + + + + + + – + + + + – – – + – + – – + + + + + + + + + + + – – + + + – – – + – + – – – + + + + + + + + + + Огрунтовку выполняют для того, чтобы повысить прочность сцепления (адгезию) окрасочного слоя с основанием, а также для уменьшения его пористости и расхода краски. Грунтовку поверхности рекомендуется выполнять перед нанесением каждого слоя шпатлевки и первого окрасочного слоя. Шпатлевание выполняют в целях выравнивания отделываемой поверхности (2–5 мм). Оно упрочняет основание, придает поверхности повышенную адгезию. Шпатлевание всегда выполняют совместно со шлифованием. Шлифование – процесс обработки поверхностей пемзой или шлифовальной бумагой для устранения неровностей. После шлифования нужно удалить пыль ветошью. 459 Глава 14. Отделочные работы Флейцевание выполняют в целях разравнивания нанесенного слоя масляной краски. Его необходимо выполнять по свеженанесенному окрасочному составу. 14.8. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ОТДЕЛОЧНЫХ РАБОТ Безопасность отделочных работ обеспечивается разными факторами: • правильной организацией рабочих мест, в том числе на высоте; • использованием средств защиты; • соблюдением правил работы с отделочными составами; • правильной эксплуатацией оборудования и ручного инструмента; • экологическими требованиями. Организация рабочих мест. При выполнении отделочных работ организация рабочих мест должна осуществляться с соблюдением следующих условий: • опасные зоны должны быть ограждены; • проемы в стенах закрыты временными ограждениями, а в перекрытиях – настилами; • предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также уровни шума и вибрации на рабочих местах не должны превышать установленных нормативами; • при работе на открытом воздухе должны быть предусмотрены навесы для укрытия от атмосферных осадков; • при температуре воздуха на рабочих местах ниже 10 °С работающие на открытом воздухе или в неотапливаемых зданиях должны быть обеспечены помещениями для обогрева; • при выполнении работ на высоте (свыше 1,3 м) рабочие места должны быть оборудованы средствами подмащивания. Средства подмащивания. Леса, подмости, люльки для отделочных работ должны применяться в соответствии с ТКП 45-1.03-40 (п. 8.4). Леса высотой до 4 м допускаются к эксплуатации только после их приемки производителем работ или мастером с обяза460 14.8. Требования безопасности и охрана окружающей среды тельной записью в Журнале производства работ, высотой более 4 м – комиссией, назначенной руководителем организации, с обязательным оформлением Акта приемки лесов. При приемке лесов должны быть проверены надежность узлов и креплений, рабочие настилы и ограждения, вертикальность стоек, надежность опорных площадок и грунта, заземление. В процессе эксплуатации леса должны осматриваться прорабом не реже одного раза в 10 дней, бригадиром – каждую смену. Дополнительному осмотру подлежат леса после дождя, оттепели или после механических воздействий. Леса, не обладающие устойчивостью, должны быть прикреплены к зданию. Нагрузки на настилы средств подмащивания не должны превышать указанных в проекте или технических условиях. Настилы должны быть ровными, прочными, с зазором между досками не более 5 мм. Их ширина для штукатурных работ должна быть не менее 1,5 м, для малярных – 1 м. При расположении на высоте 1,3 м и более рабочие настилы должны быть оборудованы ограждениями и бортовыми элементами. Высота перил ограждения – не менее 1,1 м, бортового дощатого ограждения – не менее 0,15 м, расстояние между горизонтальными элементами ограждения – не более 0,5 м. Люльки на время перерывов в работе должны быть опущены на землю. Переход с люлек в здание или сооружение и обратно не допускается. Длина приставных деревянных лестниц должна быть не более 5 м. Приставные лестницы и стремянки снабжают устройствами, предотвращающими возможность их сдвига и опрокидывания при работе. При производстве работ на лестничных маршах необходимо применять специальные подмости (столики) с разной длиной опорных стоек, устанавливаемых на ступени. Запрещается работать над проездами или проходами, если над ними не устроены защитные навесы. Отделочные составы. Они должны доставляться на объект, как правило, в готовом виде. При их приготовлении на строительной площадке необходимо использовать помещения, оборудованные вентиляцией, не допускающей превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны. 461 Глава 14. Отделочные работы Строительные материалы и изделия, применяемые для выполнения отделочных работ, должны иметь сертификат соответствия или декларацию о соответствии, подтверждающие безопасность продукции изготовителя в соответствии с требованиями ТР 2009/013/BY. Лакокрасочные материалы, выделяющие взрывоопасные или вредные вещества (лаки, нитрокраски и т. п.), необходимо хранить в герметически закрытой таре. При хранении должны быть приняты меры по обеспечению вентиляции и пожаробезопасности в помещениях. Эксплуатация мобильных малярных станций для приготовления окрасочных составов, не оборудованных принудительной вентиляцией, не допускается. На рабочих местах их разрешается хранить в количествах, не превышающих сменной потребности. Во время перерывов в работе тару со взрывоопасными материалами необходимо герметично закрывать и открывать инструментом, не вызывающим искрообразования. При очистке поверхностей, механизированной шпатлевке и окраске, нанесении раствора на потолочную или вертикальную поверхность, выполнении работ с химическими добавками необходимо использовать средства индивидуальной защиты. Средства механизации, оборудование, инструмент. При выполнении отделочных работ все оборудование и инструмент должны использоваться по назначению и применяться в режиме и условиях, установленных предприятием-изготовителем. Включение, запуск и работа машин и других средств механизации должны производиться только лицом, за которым они закреплены, имеющим удостоверение на право управления этим средством. При эксплуатации оборудования для защиты от поражения электрическим током должны применяться следующие меры безопасности: • токоведущие части, являющиеся источниками опасности, должны быть надежно изолированы, ограждены или расположены в недоступных для людей местах; • металлические части машин должны быть заземлены (занулены). При выполнении работ с применением пневматических агрегатов, работающих под давлением сжатого воздуха, необходимо: • до начала работы проверять исправность оборудования, защитного заземления, сигнализации; 462 14.8. Требования безопасности и охрана окружающей среды • при выполнении работ не допускать перегибания шлангов, их прикосновения к подвижным стальным канатам; • отключать подачу воздуха и перекрывать воздушный вентиль при перерыве в работе или обнаружении неисправностей механизма. При работе с растворонасосом (штукатурной станцией) необходимо: • удалять растворные пробки, осуществлять ремонтные работы только после отключения агрегата от сети и снятия давления; • осуществлять продувку шлангов при отсутствии людей в радиусе 10 м; • держать форсунку при нанесении раствора под небольшим углом к оштукатуриваемой поверхности и на небольшом расстоянии от нее; • отогревать замерзшие шланги в теплом помещении. Не допускается их отогревать открытым огнем или паром. Электроинструмент и ручные электрические машины должны быть безопасными в работе, не иметь доступных для случайного прикосновения токоведущих частей, повреждений корпусов и изоляции питающих проводов. Охрана окружающей среды. При выполнении строительномонтажных работ на объекте должно обеспечиваться соблюдение норм, установленных природоохранным законодательством, и требований заказчика в области охраны окружающей среды. Нормы природоохранного законодательства отражены в экологическом паспорте объекта, который входит в состав проектно-сметной документации. Лицо, назначенное ответственным за строительство объекта, несет также ответственность и за соблюдение экологических требований на производственном участке. Отделочные работы не должны являться источником загрязнения воды, воздуха и почвы, ухудшать экологическую обстановку за пределами строительной площадки. При проведении работ необходимо соблюдать требования по защите природы от вредных выбросов в грунты, подземные и поверхностные воды, атмосферу. Следует исключить попадание строительных материалов и вредных веществ в системы водоснабжения существующих зданий и сооружений, бытовой и ливневой канализации. 463 Глава 14. Отделочные работы Запрещается: • создание стихийных свалок; • закапывание (захоронение) в землю строительного мусора; • сжигание отходов строительных материалов, тары. Отходы и мусор должны вывозиться в места, согласованные с санэпидемстанцией. Кроме того, должны быть обеспечены бережное отношение и максимальная экономия воды, используемой на производственные и бытовые нужды. ГЛАВА 15. УСТРОЙСТВО ПОЛОВ 15.1. РАЗНОВИДНОСТИ ПОЛОВ И ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Пол – это элемент здания (сооружения), предназначенный для восприятия и перераспределения на перекрытие или грунт эксплуатационных воздействий. В зависимости о т н а з н а ч е н и я различают следующие виды полов: • производственных зданий; • жилых зданий; • общественных зданий. В зависимости от п р и м е н я е м ы х м а т е р и а л о в в качестве покрытия бывают следующие виды полов: • из штучных материалов (дощатые, паркетные, плиточные); • монолитные (бетонные, цементные, мозаичные, наливные); • из рулонных материалов (линолеумные, ковровые). К полам предъявляют следующие требования: • общетехнические – прочность, износостойкость, сопротивление растяжению и механическим воздействиям, водонепроницаемость, кислотоустойчивость и др.; • технологические – должны быть гладкими, но не скользкими; обеспечивать безопасное и удобное передвижение людей и транспортных средств; • санитарно-гигиенические – не должны выделять пыль, вредные вещества; должны обеспечивать теплотехнические и звукоизолирующие условия; на поверхности пола не должны скапливаться заряды статического электричества; • эксплуатационные – быстрый и удобный ремонт; должны легко очищаться; • проектные – отметки покрытия пола и нижележащих слоев должны соответствовать указанным в проектной документации. 465 Глава 15. Устройство полов Устройство полов следует осуществлять в соответствии с проектной документацией и требованиями ТКП 45-5.09-310 «Полы. Строительные нормы проектирования», ТКП 45-1.03-311 «Отделочные работы. Основные требования», ТР 2009/013/BY «Здания и сооружения, строительные материалы и изделия. Безопасность». Основные элементы полов: подстилающий, тепло-, звукои гидроизоляционный слои, стяжка, прослойка, покрытие, плинтус. Подстилающий слой служит для распределения нагрузки на грунт. Теплоизоляционный слой уменьшает теплопроводность пола. Звукоизоляционный слой повышает звукоизолирующую способность пола. Гидроизоляционный слой препятствует проникновению воды и других жидкостей через конструкцию пола. Стяжка – слой пола, служащий для выравнивания нижележащего слоя или перекрытия и придания заданного уклона покрытию пола. Прослойка – промежуточный слой пола, связывающий покрытие с нижележащим слоем пола. Покрытие – верхний элемент пола, непосредственно подвергающийся эксплуатационным воздействиям и служащий для отделки помещения. Покрытие определяет вид и название пола. При выборе материала в качестве покрытия пола определяющим является эксплуатационное воздействие, которое может привести к преждевременному износу или повреждению покрытия. Плинтус – профилированное погонажное изделие, используемое для перекрытия щелей в местах примыкания покрытия пола к вертикальным конструкциям. До устройства полов необходимо выполнить следующие процессы: • устройство кровли; • остекление оконных проемов; • заделку стыков и отверстий в перекрытиях; • окраску и облицовку стен и потолков. 466 15.2. Устройство элементов пола 15.2. УСТРОЙСТВО ЭЛЕМЕНТОВ ПОЛА Подготовка основания. Устройство элементов пола должно выполняться по тщательно подготовленному основанию. При подготовке грунтового основания должны быть выполнены мероприятия по стабилизации осадки грунта, предотвращению пучения, искусственному закреплению грунтов, понижению грунтовых вод. Наличие растительного грунта, ила, торфа, а также насыпных грунтов с примесью строительного мусора в грунтовом основании пола не допускается. Поверхность грунта планируют по уровню проектных отметок, выравнивают, при необходимости подсыпают и уплотняют. Отклонение от прямолинейности (ровности) грунтового основания должно быть не более 20 мм. Устройство подстилающих слоев. Подстилающие слои выполняют из бетона, песка, щебня, гравия. Толщину подстилающего слоя устанавливают расчетом в зависимости от действующей на пол нагрузки, применяемых материалов и свойств грунта основания. Бетонный подстилающий слой выполняют толщиной не менее: • 80 мм – в жилых и общественных зданиях; • 100 мм – в производственных помещениях. При использовании бетонного подстилающего слоя в качестве покрытия или основания под покрытие без выравнивающей стяжки его толщина по сравнению с расчетной должна быть увеличена на 20–30 мм. Класс бетона подстилающего слоя должен быть не менее С16/20, при необходимом проектном обосновании – С8/10. Грунтовое основание под бетонный подстилающий слой должно быть предварительно укреплено щебнем или гравием, вдавленным на глубину не менее 40 мм. Укладку бетона выполняют по маячным рейкам, разбивая поверхность пола на полосы шириной 3–4 м. Сначала полосы заполняют через одну, после затвердевания бетона (примерно через 1 сут) заполняют остальные. Бетонную смесь уплотняют виброрейками, а в небольших помещениях – поверхностными вибраторами. Каждый уплотненный участок перекрывают виброрейкой на 150 мм, а поверхностными вибраторами – на 100 мм. В помещениях с перепадом температур в бетонном подстилающем слое должны устраиваться деформационные швы. Они не467 Глава 15. Устройство полов обходимы в целях уменьшения трещинообразования и должны быть расшиты эластичной полимерной мастикой. Деформационные швы следует выполнять во взаимно перпендикулярных направлениях, они должны совпадать с осями колонн и обрамлять их по контуру. При устройстве бетонного подстилающего слоя на грунте или по существующему бетонному основанию, расположенному на грунте, необходимо устройство армирования. Отклонение от прямолинейности (ровность) бетонного подстилающего слоя должно быть не более: • 4 мм – под сплошные (бесшовные) покрытия; • 5 мм – под оклеечную гидроизоляцию и покрытия на прослойке из мастики; • 10 мм – под покрытия других типов. Уложенная бетонная смесь должна находиться в увлажненном состоянии от 7 до 10 сут под слоем постоянно влажного водоудерживающего материала. Поливка водой непосредственно поверхности бетона не допускается. Подстилающий слой из песка выполняют по выровненному основанию толщиной 60 мм. Песок укладывают сплошным ровным слоем толщиной 5–10 мм и уплотняют его. Для повышения степени уплотнения песок увлажняют до 7–10 %. Подстилающие слои из щебня укладывают по выровненному грунтовому основанию. Смесь подбирают по гранулометрическому составу и предварительно увлажняют до 5–7 %. Укладывают сплошными равномерными слоями толщиной 80–200 мм, разравнивают и уплотняют ручными или механическими катками массой до 8 т. Если толщина подстилающего слоя превышает 200 мм, по первому слою укладывают следующий, который также уплотняют катками. Отклонение от прямолинейности (ровность) подстилающего слоя из песка и щебня должно быть не более 15 мм. Устройство стяжки. Монолитные стяжки необходимо предусматривать из мелкозернистого бетона класса не ниже С8/10 или из цементно-песчаного раствора марки не ниже М150. Под полы из полимерминеральных композиций необходимо предусматривать стяжку из мелкозернистого бетона класса не ниже С12/15 или из цементно-песчаного раствора марки не ниже М200. 468 15.2. Устройство элементов пола Монолитные стяжки должны выполняться по маякам или маячным рейкам. Стяжки из бетона и цементно-песчаного раствора разрезают на карты в соответствии с проектной документацией. Места рабочих швов необходимо выполнять в дверных проемах. Монолитные стяжки должны быть изолированы от стен и перегородок полосами из гидроизоляционных материалов. При устройстве самонивелирующейся стяжки нижележащий слой должен быть огрунтован с целью предотвратить обезвоживание и обеспечить прочное сцепление с основанием. Сборные стяжки выполняют обычно из гипсоволокнистых, древесностружечных листов и фанеры. Их допускается применять при умеренных и слабых нагрузках на пол и в сухих помещениях. Листы укладывают на нижележащий слой по мастике или насухо вплотную, без зазоров. Совмещение углов плит в одном месте не допускается. Толщина стяжки должна приниматься в соответствии с проектной документацией и быть не менее: • 20 мм – по бетонному подстилающему слою и плитам перекрытия; • 40 мм – по тепло- или звукоизоляционному слою. При устройстве из сухих смесей толщина стяжки устанавливается в проектной документации согласно указаниям изготовителя. Устройство гидроизоляции. Гидроизоляция для полов должна устраиваться с соблюдением требований ТКП 45-5.08-75 «Изоляционные покрытия. Правила устройства». Окрасочную гидроизоляцию и гидроизоляцию из рулонных материалов выполняют по огрунтованному основанию. Огрунтовка должна быть произведена по всей поверхности без пропусков. Глубина пропитки грунтовочными составами должна составлять не менее 0,3 мм. Между устройством слоев гидроизоляции должны соблюдаться технологические перерывы. Каждый слой мастики следует укладывать после отвердения нижележащего слоя. Полотнища рулонных материалов при устройстве гидроизоляции следует укладывать во всех слоях в одном направлении. Нахлестка полотнищ должна составлять не менее 100 мм. Продольные и поперечные стыки последующих слоев должны сме469 Глава 15. Устройство полов щаться относительно стыков предыдущих слоев не менее чем на 300 мм. Гидроизоляция в помещениях с мокрыми процессами в местах примыкания пола к вертикальным поверхностям должна заводиться на высоту не менее чем на 300 мм. Устройство тепло- и звукоизоляции. Влажность основания при устройстве тепловой изоляции должна быть не более 4 % – из сборных элементов; 5 % – из монолитных материалов. При устройстве тепловой изоляции в несколько слоев швы между плитами в нижнем и верхнем слоях необходимо устраивать вразбежку. Величина нахлестки плит одного слоя по отношению к другому должна соответствовать проектной документации и быть не менее 5 % перекрываемой стороны изделия. Плиты утеплителя должны укладываться плотно и иметь одинаковую толщину в каждом слое. Щели, которых избежать невозможно, не должны превышать 3 мм; допускается их заделка измельченным материалом плит на всю толщину теплоизоляционного слоя. Влажность сыпучего материала должна быть не более 10 %. Звукоизолирующие прокладки следует укладывать без приклейки к плитам перекрытия, а плиты и маты – насухо или с приклейкой. Звукоизолирующие прокладки под лаги укладывают по всей длине лаг. Ширина звукоизолирующих прокладок должна быть: • 100–120 мм – под лаги; • 200–220 мм – под сборные стяжки размером «на комнату» по периметру; • 100–200 мм – под сборные стяжки размером «на комнату» внутри периметра. 15.3. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА МОНОЛИТНЫХ ПОКРЫТИЙ Для монолитных покрытий марка цементно-песчаного раствора должна быть не менее М200, класс бетона по прочности – С12/15. Монолитные покрытия следует выполнять по маякам или маячным рейкам, верхние отметки которых должны соответ470 15.3. Технология устройства монолитных покрытий ствовать заданной в проектной документации отметке покрытия и иметь необходимый уклон. Бетон подстилающего слоя, стяжка или перекрытие должны иметь влажность 2–4 %. Перед началом укладки бетонной или растворной смеси нижележащий слой должен быть смочен водой до необходимой влажности. 15.3.1. Устройство мозаичных покрытий Мозаичные покрытия устраивают по бетонным подстилающим слоям. Их выполняют путем втапливания в свежеуложенную отвакуумированную бетонную смесь декоративных, упрочняющих и других сыпучих материалов (рис. 15.1). 3 а б в 2 г 20 15 1 Рис. 15.1. Последовательность укладки мозаичного покрытия: а – заполнение квадратов раствором; б – разравнивание раствора; в – организация работ; г – готовое покрытие; 1 – заглаживание раствора лопаткой; 2 – уплотнение раствора трамбовкой; 3 – заглаживание поверхности гладилкой Разрезку покрытий на отдельные карты выполняют в соответствии с указаниями в проектной документации. При устрой471 Глава 15. Устройство полов стве многоцветных монолитных покрытий между отдельными картами разного цветового решения должны быть установлены разделительные жилки (стеклянные или алюминиевые). Отметки верха установленных жилок должны соответствовать отметкам чистого пола. В зависимости от назначения применяют мозаичные составы марок М200, М300 и М400. Жесткие смеси должны быть уплотнены. Уплотнение и заглаживание бетона и раствора в местах рабочих швов следует выполнять до тех пор, пока шов станет незаметным. Шлифование покрытий должно производиться по достижении прочности покрытия, при которой исключается выкрашивание заполнителя. Толщина снимаемого слоя должна обеспечить полное вскрытие фактуры декоративного заполнителя. 15.3.2. Устройство наливных полов Наливные полы – это полы из самонивелирующихся составов. Преимущество данных полов обеспечивают следующие свойства: • высокая износоустойчивость, что позволяет применять их в условиях промышленных производств, при больших механических и динамических нагрузках; • снижение трудоемкости при их устройстве за счет простого способа нанесения и исключения процессов выравнивания; • высокие санитарно-гигиенические свойства за счет снижения истираемости покрытия (в отличие от бетонных покрытий); • идеально гладкая поверхность – самонивелирующиеся смеси значительно облегчают и ускоряют процесс получения ровного и прочного основания пола, пригодного для последующей укладки всех типов финишных, отделочных покрытий пола; • красивый эстетичный вид за счет использования кварцевого песка, цветных смесей. Наливные полы устраивают в тонких и толстых слоях. Более широкое распространение получили тонкослойные системы (толщиной до 3 мм). Условно наливные полы можно разделить на несколько групп: • тонкослойные системы; • высоконаполненные системы; • кварцевые декоративные полы. 472 15.3. Технология устройства монолитных покрытий В зависимости от вида смол, входящих в состав смеси для наливных полов, различают следующие разновидности полов: • эпоксидные; • полиуретановые; • полиэфирные; • акриловые. При устройстве основание должно быть ровным, прочным, сухим (влажность не должна превышать 4 %) и шероховатым. Для этого поверхность обрабатывают грубой наждачной бумагой или металлическими щетками, а также дробеструйными и фрезеровочными машинами. Должно исключаться наличие трещин на поверхности. Расшитые трещины заполняют эпоксидной смолой. Дополнительно их могут армировать вкладышами из стальной проволоки. Трещины должны быть зачищены и огрунтованы. После высыхания грунтовки их заполняют раствором. Стены, колонны и другие конструкции необходимо оклеить компенсационной (демпферной) лентой. Приготовление составов выполняют насадкой-миксером (см. рис. 71, вклейка). На бетонное основание наносят грунтовку. Сильно пылящие и гигроскопические основания грунтуют дважды с интервалом 2–3 ч. Время высыхания грунтовки – примерно 4 ч. Раствор выливают из емкости вдоль наиболее отдаленной от входа стены. Горизонтальность контролируют с помощью установленных ранее реперов. После заливки одной полосы шириной примерно 50 см раствор необходимо распределить длинной металлической теркой (рис. 78, вклейка). Очень важно готовить раствор и делать заливку в быстром темпе, чтобы соблюдался непрерывный цикл. При больших объемах (более 200–300 м2) для нанесения составов применяют специальные агрегаты. Для удаления пузырьков воздуха поверхность прокатывают специальным игольчатым валиком (рис. 79, вклейка), размер иглы подбирают под толщину слоя. Валик также облегчает стыковку вылитых порций. При работе на поверхности применяют специальную обувь на шипах. После устройства покрытия по поверхности нельзя ходить примерно 24 ч. Необходимо избегать сквозняков и солнечного нагревания, раствор нельзя поливать водой и накрывать пленкой. 473 Глава 15. Устройство полов 15.4. УСТРОЙСТВО ПОЛОВ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ Для устройства полов из древесины и изделий на ее основе применяют следующие материалы: • доски, брусья для покрытия пола (СТБ 1074); • штучный паркет и щиты паркетные (СТБ 1454); • паркет мозаичный (СТБ 2120); • паркетную доску (СТБ 2121); • твердые древесноволокнистые плиты (ГОСТ 4598); • древесностружечные плиты (СТБ 1554); • ламинированные панели (СТБ EN 13329); • брусок – лаги и балки (СТБ 1637). Перед устройством полов из древесины в помещении должны быть выполнены работы, связанные с возможностью увлажнения покрытий. При производстве работ и до приемки объекта в эксплуатацию относительная влажность воздуха в помещении не должна превышать 60 %. Сквозняки не допускаются. 15.4.1. Устройство дощатых полов Дощатые полы устраивают по кирпичным столбикам или по перекрытиям. На первом этаже используют засыпку из легкого заполнителя (керамзита). Влажность материалов для устройства дощатых покрытий должна быть не более 18 % – для лаг и прокладок; (12 ± 3) % – для досок покрытия. Влажность основания должна быть не более 4 % – для панелей междуэтажных перекрытий; 5 % – для стяжек на основе цементного и полимерцементного вяжущего; 12 % – для стяжек из ДВП. При устройстве столбиков грунтовое основание должно быть уплотнено. Для кирпичных столбиков под лаги необходимо применять керамический полнотелый кирпич марки не ниже М100 и цементно-песчаный раствор марки не ниже М100. Использование силикатного кирпича и других камней, прочность которых снижается при увлажнении, не допускается. Под лаги, располагаемые на столбиках, допускается укладка деревянных подкладок по двум слоям гидроизоляционного рулонного материала. 474 15.4. Устройство полов из древесины Укладка лаг. Лаги под покрытия следует укладывать поперек направления света из окон, а в помещениях с определенным направлением движения людей – перпендикулярно движению. Лаги необходимо стыковать между собой вплотную, торцами, со смещением стыков смежных лаг не менее чем на 0,5 м. Между лагами и стенами необходимо оставлять зазор шириной 20–30 мм. Лаги должны опираться на звукоизоляционный слой, плиты перекрытия (через звукоизолирующие прокладки) или на песчаный выравнивающий слой всей нижней поверхностью, без зазоров. Подбивка деревянных клиньев или подкладок под лаги для их выравнивания либо опирание лаг на деревянные подкладки запрещается. Стыки лаг должны располагаться на столбиках. Расстояние между осями лаг при укладке должно быть: • по плитам перекрытия или по балкам – 0,4–0,5 м; • на отдельные опоры (кирпичные столбики): при толщине лаг 40 мм – 0,8–0,9 м; при толщине лаг 50 мм – 1,0–1,1 м; • при устройстве полов из доски толщиной 21 мм – до 350 мм. Толщина лаг, опирающихся всей нижней поверхностью на плиты перекрытия или звукоизоляционный слой, должна быть 40 мм, ширина 80–100 мм. Толщина лаг, укладываемых на отдельные опоры, должна быть 40–50 мм, ширина 100–120 мм. Отклонение лаг от прямолинейности (ровность) должно быть не более 2 мм. Все поверхности лаг, деревянных прокладок, укладываемых по столбикам под лаги, досок (кроме лицевой поверхности) должны быть антисептированы. Укладка половой доски. Для покрытия полов применяют фрезерованные доски с пазами и гребнями толщиной 21, 27 и 35 мм и шириной по лицевой стороне 64–140 мм. Доски в комнатах должны быть расположены по направлению светового потока, в коридорах – по направлению движения людей. Первую доску укладывают пазом к стене с зазором 10–15 мм, который обеспечит возможность расширения пола после его настила. Для создания зазора применяют калиброванные прокладки-дощечки необходимой толщины. 475 Глава 15. Устройство полов Соединение досок выполняют «в паз и гребень» с зазором не более 1 мм. Чтобы доски плотнее примыкали друг к другу, их рекомендуется поджимать, начиная с укладки второй доски. Для этого применяют специальные приспособления – сжимы (рис. 15.2). 2 3 а 10 9 1 8 11 6 б в 2 5 7 4 Рис. 15.2. Укладка и подгонка половых досок: а – строительная скоба; б – реечный сжим; в – клиновой сжим с подвижной скобой; 1 – скоба; 2 – клинья; 3 – лага; 4 – шпора; 5 – упор; 6 – подвижная скоба; 7 – зажимный винт; 8 – упоры; 9 – зубчатое колесо с храповиком-собачкой; 10 – рукоятка; 11 – винт с упором Прибивку досок к лагам выполняют гвоздями или шурупами длиной 70–80 мм. Забивка гвоздей и установка шурупов в лицевую поверхность дощатого покрытия не допускается. После крепления доски выполняют острожку пола строгальной машиной, а в труднодоступных местах – электрорубанком. Шлифовку пола выполняют паркетно-шлифовальной машиной. Щели между полом и стенами закрывают плинтусами. 15.4.2. Устройство паркетных полов Паркетный пол выполняют из штучного паркета, паркетных щитов и паркетной доски. Основанием под устройство паркетных изделий могут быть железобетонные плиты перекрытий, дощатый пол, сборные 476 15.4. Устройство полов из древесины стяжки из ДВП, монолитные цементно-песчаные, асфальтовые, наливные стяжки. Паркетные щиты и паркетную доску укладывают по лагам. Расстояние между осями лаг должно быть равным ширине щита. Щиты размером 800 × 800 мм укладывают по лагам с шагом 400 мм. При необходимости укладку тепло-, звуко- и гидроизоляции выполняют методами, описанными ранее. Укладка паркета. Перед укладкой паркетные изделия необходимо выдержать в течение 72 ч в помещении, где будут производиться работы. Штучный паркет укладывают различным способом, традиционно – «в елку». В настоящее время существует множество разнообразных дизайнерских решений при формировании рисунка. Сначала выполняют разметку основания с помощью шнура (рис. 15.3). Посередине каждой стены забивают штырь, равный высоте будущей клепки. По штырям натягивают шнур, который является осью помещения. 3 1 1 3 а 1 2 б в 3 Рис. 15.3. Схема организации рабочего места при настилке паркета: а – маячной «елки»; б – нечетных рядов; в – четных рядов; 1 – стопки клепок; 2 – шнур маячной «елки»; 3 – ящик для гвоздей и вкладных шипов При укладке на мастике сначала насухо по шнуру укладывают маячные паркетные планки. Если паркет настилают «в елку», то угол между ребрами планок должен быть 45 °. Затем на основание из ведра выливают мастику и гребенкой разравнивают толщиной не более 1 мм. 477 Глава 15. Устройство полов Рядовые планки укладывают по обе стороны от маячных и от стены на расстоянии 15–20 мм. В зазоры вставляют вкладыши для временного крепления. Их извлекают после застывания мастики. При укладке на гвоздях планки гвоздями прибивают после набора нескольких рядов. В шпунт ранее уложенной и прибитой планки вгоняют гребень следующей. Допускаются зазоры между планками не более 0,3 мм. В торцовый шпунт забивают один гвоздь, в продольный – два или три. Шляпки гвоздей утапливают добойником. Забивка гвоздей и установка шурупов в лицевую поверхность паркетных досок и паркетных щитов не допускается. Отделка паркета. После укладки паркета и окончания всех отделочных работ производят острожку пола при помощи паркетно-строгальной машины. После острожки устанавливают плинтусы или галтели и шлифуют паркет с помощью паркетношлифовальной машины. Шпатлевку поверхности паркета производят с целью устранить микротрещины, часто образующиеся после технологического перерыва в местах соединения планок. При этом следует шпатлевать абсолютно всю поверхность паркетного настила. После шлифовки паркетного покрытия выполняют лакировку. 15.4.3. Устройство полов из ламината Ламинат – это многослойное напольное покрытие на основе ДВП высокой плотности с дизайном под деревянные доски. Панели ламината (ламинированные панели) состоят из четырех слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию (рис. 15.4). 1. Основой панели ламината является ДВП высокой плотности, которая обеспечивает высокую механическую прочность и водостойкость. В несущем слое вырезан замок, с помощью которого скрепляют между собой панели. Кроме того, он выполняет основную функцию по тепло- и шумоизоляции. 2. Декоративный слой – это слой бумаги с нанесенным на него рисунком дерева, камня, плитки или любой другой текстуры. 3. Верхним слоем является защитно-декоративная износоустойчивая пленка из меламиновой или акриловой смолы. Покрытие обеспечивает панели защиту от истирания, ударных нагрузок, придает панели внешний вид. 478 15.4. Устройство полов из древесины 4. Нижний слой предназначен для защиты доски от деформации, а также служит для увеличения жесткости. 2 3 1 4 Рис. 15.4. Состав ламинированной панели: 1 – несущая основа; 2 – декоративное покрытие; 3 – защитное покрытие; 4 – водонепроницаемый слой Длина панелей ламината – 1,2 и 1,7 м, ширина – около 20 см, толщина – 6–14 мм. Первое и главное условие для ламинатного покрытия – идеально ровное основание. Им может быть старый дощатый или линолеумный пол, наливная стяжка. Не рекомендуется выполнять укладку ламината в санузлах и других помещениях с повышенной влажностью (хотя в настоящее время есть панели и с водоотталкивающей основой), а также для полов с подогревом. Есть два способа соединения ламината: на клею и замковое. Чаще всего применяют замковое соединение панелей. Это оригинальная и не имеющая аналогов система, которая позволяет соединять панели простым защелкиванием. Данный метод значительно сокращает сроки монтажа панелей и повышает качество напольного покрытия. Для устройства пола используют следующие материалы: ламинированные панели; вспененную пленку-подложку; деревянные клинья толщиной 8–10 мм. Инструменты – молоток и деревянная прокладка для сплачивания панелей; ножовка для подгонки панелей по размеру помещения. Укладка ламинированных панелей должна производиться без сцепления с основанием по направлению светового потока или вдоль длинной стены. 479 Глава 15. Устройство полов Вначале выполняют разметку и насухо укладывают первый ряд панелей шпунтом к стене. Зазор между стеной и панелью должен быть 8–10 мм, для этого используют клинья (рис. 80, вклейка). По кромке подобранных панелей натягивают шнур. После сборки первого ряда панели снимают и под него расстилают пленку (подложку). Подложка необходима для амортизации и звукоизоляции пола. Уложив четыре-пять рядов панелей, настилают следующий слой подложки. Ее укладывают внахлест не менее 5–10 см. Укладывать панели следует вразбежку. Это позволяет сделать швы незаметными, а рисунок эффектным. Смещение панелей в смежных рядах должно быть не менее чем на 30–50 см. При укладке ламинированных панелей в помещениях, превышающих по длине и ширине 8 м, необходимо предусматривать компенсационные швы. 15.5. УСТРОЙСТВО ПОЛОВ ИЗ ЛИНОЛЕУМА Важные свойства линолеума – гигиеничность, прочность и износостойкость. Поверхность основания должна быть абсолютно твердой, ровной, без выбоин, отклонения от прямолинейности основания должны быть не более 2 мм. Для выравнивания основания могут применяться самовыравнивающиеся смеси или же сборная стяжка из плит OSВ, ДСП, ДВП, фанеры и др. Сначала нужно расстелить линолеум на полу при температуре не ниже 15 °С и выдержать в раскатанном состоянии до полного исчезновения волнистости и стабилизации размеров. Наклейка рулонных материалов должна выполняться по огрунтованному основанию. Грунтовку наносят на основание за 18–48 ч до наклейки линолеума. Ее следует наносить по всей поверхности без пропуска. Глубина пропитки грунтовочными составами должна быть не менее 0,3 мм. Крепление линолеума к основанию должно выполняться после высыхания грунтовки водостойкими клеями на основе бустилата. Полотнища приклеивают по всей площади, исключая образование воздушных мешков и пузырей. Для плотного приле480 15.6. Устройство полов из керамической плитки гания полотнища к основанию выполняют пригрузку линолеума или прикатку специальными катками. Толщина клеевой прослойки должна быть не более 0,8 мм. Прирезку и подгонку стыкуемых полотнищ выполняют с помощью ножа и линейки (рис. 81, вклейка) не ранее чем через 3 сут после основной приклейки полотнищ. Такой перерыв необходим для того, чтобы в материале завершились усадочные деформации. Линолеум не должен прилегать вплотную к стене, чтобы не произошло выгибание покрытия. При этом зазор между краями линолеума и стеной должен быть не более 5 мм. Кромки стыкуемых полотнищ после прирезки должны быть сварены или склеены. Сварку стыков линолеума можно выполнять при помощи аппарата инфракрасного излучения «Пилад» или специальным строительным феном. Отлично зарекомендовало себя применение «холодной сварки» или специальной жидкости для склеивания швов. Крепление металлических порожков выполняют с помощью шуруповерта (отвертки), закрывая ими место стыка полотнищ соседних помещений. 15.6. УСТРОЙСТВО ПОЛОВ ИЗ КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ Полы из керамической плитки устраивают в помещениях с влажным режимом эксплуатации (санузлы, бани, бассейны), интенсивным движением людей (лестничные площадки, торговые центры), повышенными санитарно-гигиеническими требованиями. Плитку можно укладывать на растворных смесях, а также на клеевых составах, что является наиболее распространенной технологией в настоящее время. Пол из плитки устраивают на определенном уровне, предусмотренном проектом. Для этого сначала следует определить уровень чистого пола, отметку которого необходимо увязывать с уровнем полов примыкающих помещений. Для пола санузла она должна быть на 2–3 см ниже отметки чистого пола других помещений, а для других помещений – на 1–2 см выше данной отметки лестничной площадки. 481 Глава 15. Устройство полов Отметку уровня чистого пола переносят на стены с помощью водяного уровня (рис. 15.5), в больших помещениях – с помощью нивелира. 3,850 3 3,850 2 2 3,850 1 4 5 2 0 10 0 0 1000 50 3 2,800 0 –12 0 0 1 Рис. 15.5. Определение уровня чистого пола: 1 – резиновый шланг; 2 – визирная трубка; 3 – геодезическая отметка (знак); 4 – линия, отбитая намеленным шнуром; 5 – риска уровня пола Для устройства покрытий пола из плитки в настоящее время широко применяют клеевые составы: «Ceresit», «Илмакс», «Парад», «Тайфун Мастер», «Люкс» и др. Приготовление клеевых составов из сухих смесей выполняют непосредственно на строительной площадке. Описание технологии их приготовления приведено в главе 14. Устройство покрытий из керамической плитки на сухих смесях можно выполнять при температуре 5–30 ° С, влажности воздуха не более 60 %. В других условиях может измениться время схватывания приготовленного раствора. Основание должно быть тщательно выровнено. Перед укладкой плитки необходимо выполнить по огрунтованной поверхности самонивелирующую стяжку. После ее высыхания снова обрабатывают поверхность грунтовочным составом. Грунтовка снижает поглощение влаги основанием из клеевых составов, укрепляет, стабилизирует и повышает адгезию основания. 482 15.6. Устройство полов из керамической плитки Грунтовку разбавляют водой по инструкции (1 : 1, Ceresit) и наносят на поверхность сплошным слоем при помощи щетки, кисти-макловицы или валика. Обычно достаточно одного слоя грунтовки. В случае необходимости второй слой следует наносить только после высыхания первого слоя. Растворную смесь наносят на поверхность основания с помощью зубчатого шпателя гладкой стороной, разравнивают зубчатой стороной (рис. 15.6). Зубья шпателя должны иметь вид квадрата и соответствовать размеру плитки. Например, при размере плитки 15 × 15 см глубина и ширина зубьев должна составлять 6 мм, при размере 30 × 30 см – 10 мм. Шпатель нужно держать под углом 40–60 °. Рис. 15.6. Разравнивание клеевого раствора зубчатым шпателем Плитку укладывают на слой растворной смеси и прижимают. Для фиксации шва можно использовать специальные скобы (пластмассовые крестики). Ширина межплиточных швов зависит от условий эксплуатации и размера плитки. Она должна быть не более 2 мм. Толщина прослойки из цементно-песчаного раствора должна быть 10–15 мм, из клея – по указаниям изготовителя применяемых материалов. Перед укладкой плитку нельзя увлажнять. При нормальных климатических условиях ее следует уложить не позже чем через 20 мин после нанесения раствора на основание. В ветреную погоду и летний период при выполнении работ снаружи здания время укладки должно составлять до 10 мин. Остатки смеси следует удалить до ее затвердевания с помощью воды. Расшивку в нормальных условиях необходимо производить по истечении суток. 483 Глава 15. Устройство полов 15.7. УСТРОЙСТВО ТЕПЛЫХ ПОЛОВ 4 5 6 30 50 3 Не менее 30 мм Теплые полы используют как дополнительную систему отопления, особенно при холодных покрытиях полов. Она подогревает пол и сохраняет желаемую температуру в случае отключения отопления. Кабельную систему устанавливают в толще пола, способствуя его дальнейшему обогреву (рис. 15.7). 2 1 Рис. 15.7. Поперечный разрез теплого пола: 1 – плита пенополистирольная плотностью 35 кг/м3; 2 – сетка арматурная кладочная из проволоки диаметром 4–5 мм; 3 – стяжка из цементно-песчаного раствора; 4 – труба БИР ПЕКС (PEX-b); 5 – напольное покрытие; 6 – демпферная лента (деформационный шов) При оснащении простым терморегулятором поддерживается заданный температурный режим. Он реагирует на поступление тепла от солнца, бытовых приборов и людей. Тепло, накопленное в толще пола, 8–12 ч может поддерживать тепловой режим при выключенном питании. При этом обогрев помещений происходит равномерно, отсутствует разность температур в разных частях помещения. Наиболее распространены электрические системы подогрева и водяные, подключаемые к системе отопления. Электрические системы подогрева в зависимости от исполнения бывают кабельные (в виде электрических кабелей или нагревательных матов с тонким кабелем на сетке), пленочные, стержневые и на основе аморфной металлической ленты. Среди новейших разработок в данной области популярными стали системы на основе аморфной металлической ленты. 484 15.7. Устройство теплых полов По принципу обогрева различают конвекционные и инфракрасные системы подогрева. Обязательными элементами пола (рис. 15.8) являются: • нагревательный кабель (одно- или двухжильный); • терморегуляторы с термодатчиком; • шкаф управления; • теплоизоляция и др. 4 5 5 3 0,5–0,6 м 2 0,4 м 6 7 3 0,10–0,23 м 0,5 м 0,5 м 1 Pис. 15.8. Cxема расположения оборудования теплого пола: 1 – нагревательная секция; 2 – монтажная лента; 3 – муфта; 4 – розетка или выключатель освещения; 5 – канал для подключения питания 220 В; 6 – канал для проводки; 7 – распаечная коробка Кабель укладывают равномерно по цементно-песчаной стяжке толщиной 50 мм. Желательно использовать теплоизоляцию, так как часть тепла может уходить вниз. Кабель укладывают без пересечений, соединяя монтажной лентой. Включать систему можно после затвердения цементно-песчаной стяжки, преждевременно – не допускается. 485 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ Введение 1. Охарактеризуйте следующие понятия: «строительство», «объект строительства», «реконструкция объекта», «ремонт объекта», «реставрация объекта», «благоустройство объекта». 2. Назовите основные направления развития строительной отрасли в Республике Беларусь в настоящее время. Глава 1. Особенности строительного производства 1. Назовите виды строительной продукции. Охарактеризуйте ее основные особенности. 2. Охарактеризуйте понятие «работы в строительстве». На какие виды их подразделяют? 3. Что такое «строительный процесс», «рабочая операция»? Назовите их виды. Приведите примеры работ, процессов, операций в строительстве. 4. Перечислите основные этапы возведения зданий. Глава 2. Трудовые ресурсы и организация труда 1. Что такое «профессия», «специальность», «квалификация»? 2. Какие бывают бригады в строительстве? 3. Охарактеризуйте понятия «фронт работ», «захватка», «делянка», «рабочее место». 4. Как определяются затраты труда рабочих и машинного времени? 5. С какой целью осуществляют техническое нормирование в строительстве? Глава 3. Технологическое проектирование строительных процессов 1. Каково назначение технологических карт? 2. Какие бывают виды технологических карт, кто осуществляет их разработку? 3. Назовите и охарактеризуйте основные разделы технологических карт. Глава 4. Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы 1. Перечислите виды строительных грузов. 2. Назовите виды транспорта, применяемого в строительстве. 3. Как осуществляют перевозку грузов автомобильным видом транспорта? 4. Назовите основные параметры автомобильных дорог и предъявляемые к ним требования. 486 Контрольные вопросы и задания Глава 5. Земляные работы 1. Назовите и охарактеризуйте виды земляных сооружений. 2. Перечислите основные строительные свойства грунтов. 3. Какие подготовительные процессы выполняют перед началом земляных работ? 4. Приведите примеры вспомогательных процессов на этапе выполнения земляных работ. 5. Как определяют объемы земляных сооружений? 6. Назовите виды экскаваторов и землеройно-транспортных машин. 7. Чем отличается экскаваторный забой от экскаваторной проходки? 8. Какими способами осуществляют уплотнение грунта? Какие машины и оборудование для этого применяют? 9. В чем заключается сущность закрытых способов разработки грунта? 10. Охарактеризуйте методы разработки грунта в зимних условиях. Глава 6. Свайные работы 1. Назовите основные методы погружения свай. 2. Что такое «отказ сваи», «залог»? 3. Опишите схемы последовательности забивки свай. 4. Как осуществляют устройство набивных свай? 5. В чем заключается сущность устройства свай в выштампованных и вытрамбованных скважинах? Глава 7. Каменные работы 1. Сформулируйте правила разрезки каменной кладки. 2. Назовите системы перевязки швов кладки. 3. Опишите последовательность операций при выполнении каменной кладки. 4. В чем заключается сущность кладки стен облегченной конструкции? Назовите наиболее распространенные схемы облегченной кладки. 5. Перечислите требования при выполнении армированной кладки. 6. Опишите технологию кладки стен из ячеистобетонных блоков. 7. Какие требования безопасности необходимо соблюдать при производстве каменных работ? Глава 8. Плотничные и столярные работы 1. 2. 3. 4. 5. 6. Чем отличаются плотничные работы от столярных? Перечислите операции обработки древесины. Назовите виды сушки древесины. Укажите способы соединения деревянных элементов. Опишите технологию сборки стен из бревен и брусьев. Охарактеризуйте технологию установки оконных блоков. Глава 9. Сварочные работы 1. Что называют сваркой? 2. Приведите классификацию видов сварки. 487 Контрольные вопросы и задания 3. В чем заключается сущность электрической дуговой сварки? 4. Назовите виды сварных соединений. 5. Какие материалы, оборудование и инструменты применяют для различных видов сварки? 6. Как осуществляют контроль качества сварных соединений? Глава 10. Бетонные и железобетонные работы 1. В чем заключается преимущество зданий из монолитного железобетона? 2. Что такое «опалубка»? Перечислите основные элементы опалубки. 3. Назовите основные типы опалубок. 4. Что такое «опалубочная система»? 5. Перечислите виды арматуры. 6. Какими способами выполняют соединение арматурных элементов? 7. Какое оборудование применяют для приготовления бетонной смеси? 8. Какими способами осуществляют доставку бетонной смеси на объект и ее подачу к месту укладки? 9. С какой целью выполняют уплотнение бетонной смеси? В каком случае бетонную смесь не уплотняют? 10. Что называют «рабочими швами» при бетонировании конструкций? 11. В чем заключается уход за бетоном? Глава 11. Монтаж строительных конструкций 1. Перечислите операции, составляющие комплексный процесс монтажа строительных конструкций. 2. Назовите виды грузозахватных приспособлений для строповки конструкций. 3. Перечислите приспособления для временного крепления конструкций. 4. Приведите классификацию методов монтажа строительных конструкций. 5. Назовите основные типы монтажных кранов, укажите область их применения. 6. По каким параметрам осуществляют выбор башенного и самоходного стрелового кранов? 7. Опишите технологический процесс монтажа одноэтажного промышленного здания. Какие методы при этом применяют? 8. Опишите технологический процесс монтажа многоэтажного каркасного здания с применением групповых средств. 9. Охарактеризуйте особенности возведения сборно-монолитных зданий. 10. Опишите последовательность возведения бескаркасных крупнопанельных зданий. 11. В чем заключаются особенности монтажа металлических конструкций? 12. Какие требования безопасности необходимо соблюдать при монтаже конструкций? Глава 12. Кровельные работы 1. Назовите современные кровельные материалы, охарактеризуйте их преимущества и недостатки. 2. Каково назначение температурно-усадочных швов в стяжке на кровле? Как их выполняют? 3. С какой целью выполняют огрунтовку при устройстве рулонной кровли? 488 Контрольные вопросы и задания 4. Перечислите способы выполнения крепления кровельного ковра при устройстве рулонной кровли. 5. Назовите основные типы примыканий кровельного ковра к вертикальным конструкциям. 6. В чем заключаются особенности и преимущества устройства мембранной кровли? 7. Каким образом должна обеспечиваться вентиляция подкровельного пространства при устройстве кровли из металлочерепицы? 8. Опишите требования безопасности при выполнении кровельных работ. Глава 13. Изоляционные работы 1. Назовите виды изоляционных работ, выполняемых при возведении зданий и сооружений. 2. Перечислите виды теплоизоляции. 3. Что такое «система утепления» наружных ограждающих конструкций? Какие бывают виды систем утепления? 4. Опишите последовательность устройства легкой штукатурной системы утепления фасадов. 5. Перечислите виды гидроизоляции. 6. Что такое «проникающая гидроизоляция»? 7. Назовите основные виды антикоррозионных покрытий. Глава 14. Отделочные работы 1. Какие работы относят к отделочным? 2. Назовите виды штукатурок. 3. Перечислите основные слои монолитной штукатурки. Каково их назначение? 4. В чем заключаются особенности устройства штукатурки из сухих смесей? 5. Опишите технологию облицовки стен керамической плиткой на сухих смесях. 6. Как осуществляют устройство натяжных потолков? 7. Опишите последовательность окраски стен водными и неводными составами. В чем различие этих технологий? Глава 15. Устройство полов 1. 2. 3. 4. 5. Назовите основные элементы пола. Как осуществляют устройство наливных полов? Как осуществляют устройство дощатых полов? Как осуществляют устройство керамических полов? Перечислите особенности и преимущества устройства теплых полов? 489 ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА Данилов, Н.Н. Технология и организация строительного производства : учеб. / Н.Н. Данилов, О.М. Терентьев. М., 2001. Ищенко, И.И. Монтаж стальных и железобетонных конструкций : учеб. / И.И. Ищенко. М., 1991. Рыжевская, М.П. Технология строительного производства : пособие / М.П. Рыжевская. Минск, 2011. Рыжевская М.П. Технология строительного производства. Практикум : учеб. пособие / М.П. Рыжевская. Минск, 2012. Стаценко, А.С. Технология бетонных работ : учеб. / А.С. Стаценко. Минск, 2018. Теличенко, В.И. Технология строительных процессов : учеб. : в 2 ч. / В.И. Теличенко, О.М. Терентьев, А.А. Лапидус. М., 2005. Чичерин, И.И. Общестроительные работы / И.И. Чичерин. М., 1999. ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВНЫЕ ПРАВОВЫЕ АКТЫ Об архитектурной, градостроительной и строительной деятельности в Республике Беларусь : Закон Респ. Беларусь от 05.07.2004 № 300-З. Правила по обеспечению промышленной безопасности грузоподъемных кранов : [утв. постановлением М-ва по чрезвычайным ситуациям Респ. Беларусь от 22.12.2018 № 66]. СТБ 1035–96*. Смеси бетонные. Технические условия. СТБ 1110–98*. Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Общие технические условия. СТБ 1117–98*. Блоки из ячеистых бетонов стеновые. Технические условия. СТБ 1160–99*. Кирпич и камни керамические. Технические условия. * Звездочкой обозначены технические нормативные правовые акты с изменениями. 490 Литература СТБ 1719–2007*. Блоки керамические поризованные пустотелые. Технические условия. ТКП 45-1.01-159–2009 (02250)*. Строительство. Технологическая документация при производстве строительно-монтажных работ. Состав, порядок разработки, согласования и утверждения технологических карт. ТКП 45-1.03-40–2006 (02250). Безопасность труда в строительстве. Общие требования. ТКП 45-1.03-44–2006 (02250)*. Безопасность труда в строительстве. Строительное производство. ТКП 45-1.03-63–2007 (02250). Монтаж зданий. Правила механизации. ТКП 45-1.03-311–2018 (33020). Отделочные работы. Основные требования. ТКП 45-1.03-314–2018 (33020). Возведение строительных конструкций, зданий и сооружений. Основные требования. ТКП 45-3.02-108–2008 (02250). Высотные здания. Строительные нормы проектирования. ТКП 45-3.02-114–2009 (02250). Тепловая изоляция наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений. Правила устройства. ТКП 45-3.02-223–2010 (02250)*. Заполнение оконных и дверных проемов. Правила проектирования и устройства. ТКП 45-5.01-256–2012 (02250). Основания и фундаменты зданий и сооружений. Забивные сваи. Правила проектирования и устройства. ТКП 45-5.02-79–2007 (02250). Стены и перегородки зданий и сооружений из керамических поризованных пустотелых блоков. Правила проектирования и возведения. ТКП 45-5.08-75–2007 (02250). Изоляционные покрытия. Правила устройства. ТКП 45-5.08-277–2013 (02250)*. Кровли. Строительные нормы проектирования и правила устройства. ТКП 45-5.09-33–2006 (02250). Антикоррозионные покрытия строительных конструкций зданий и сооружений. Правила устройства. ТКП 45-5.09-310–2017. Полы. Строительные нормы проектирования. ТР 2009/013/BY*. Здания и сооружения, строительные материалы и изделия. Безопасность. 491 ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА . . 1.1. Строительная продукция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Строительные работы и процессы, их содержание и структура . 1.3. Этапы возведения зданий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Материальные элементы строительных процессов . . . . . . . . 1.5. Индустриализация строительного производства . . . . . . . . . 1.6. Техническое нормирование и стандартизация в строительстве . 1.7. Организационно-технологическая документация в строительстве 1.8. Контроль качества строительной продукции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 . 8 . 8 . 11 .13 . 14 .15 . 17 .19 ГЛАВА 2. ТРУДОВЫЕ РЕСУРСЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА . 2.1. Рабочие в строительстве . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Организация труда рабочих . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Техническое нормирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 .23 .24 .26 . . . . . . . . . . . . . . . . ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 3.1. Технологические карты, их назначение, виды, состав . . . . . . . . .29 3.2. Разработка и утверждение технологических карт . . . . . . . . . . .34 ГЛАВА 4. ТРАНСПОРТНЫЕ И ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ РАБОТЫ. . . . . . . . . . 4.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Классификация строительных грузов . . . . . . . . . . . 4.3. Виды транспорта, применяемого в строительстве . . . . . 4.4. Организация работы автотранспорта . . . . . . . . . . . 4.5. Погрузочно-разгрузочные работы . . . . . . . . . . . . . 4.6. Требования безопасности при выполнении транспортных и погрузочно-разгрузочных работ . . . . . . . . . . . . . . . ГЛАВА 5. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . 5.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Виды грунтов и их строительные свойства . . . 5.3. Подготовительные и вспомогательные процессы 5.4. Определение объемов разрабатываемого грунта . 5.5. Механизированная разработка грунта . . . . . . 5.6. Укладка и уплотнение грунта . . . . . . . . . . 5.7. Гидромеханическая разработка грунта . . . . . 5.8. Бурение грунтов . . . . . . . . . . . . . . . . 492 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 .35 .35 .36 .38 . 41 . . . . . .47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49 .49 . 51 .54 .69 .72 .82 .85 .86 Оглавление 5.9. Закрытые способы разработки грунта . . . . . . 5.10. Разработка грунта взрывом . . . . . . . . . . 5.11. Разработка грунта в зимних условиях . . . . . 5.12. Контроль качества земляных работ . . . . . . 5.13. Требования безопасности и охрана окружающей при производстве земляных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . среды . . . . . . . . ГЛАВА 6. СВАЙНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1. Назначение и виды свай . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. Технология погружения свай . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Технология устройства набивных свай . . . . . . . . . 6.4. Технология устройства свай в выштампованных и вытрамбованных скважинах . . . . . . . . . . . . . . . 6.5. Технология устройства ростверков . . . . . . . . . . . 6.6. Технология устройства подземных сооружений способом «стена в грунте» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7. Контроль качества и приемка свайных работ . . . . . . 6.8. Требования безопасности и охрана окружающей среды при производстве свайных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87 .90 .93 .95 . . . . . . .97 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 103 107 117 . . . . . . 123 . . . . . . 124 . . . . . . 126 . . . . . . 127 . . . . . . 129 ГЛАВА 7. КАМЕННЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1. Виды каменной кладки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. Элементы каменной кладки . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3. Материалы для каменной кладки . . . . . . . . . . . . . . . 7.4. Правила разрезки каменной кладки . . . . . . . . . . . . . . 7.5. Системы перевязки швов кладки . . . . . . . . . . . . . . . 7.6. Процесс и способы выполнения каменной кладки . . . . . . 7.7. Кладка стен с облицовкой . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.8. Кладка стен облегченной конструкции . . . . . . . . . . . . 7.9. Армированная кладка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.10. Кладка из блоков ячеистого бетона . . . . . . . . . . . . . . 7.11. Кладка стен из поризованного кирпича и блоков . . . . . . 7.12. Устройство перемычек и арок из кирпича . . . . . . . . . . 7.13. Бутовая и бутобетонная кладка . . . . . . . . . . . . . . . 7.14. Монтаж конструкций при возведении кирпичных зданий . . 7.15. Кладка в зимнее время . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.16. Кладка в условиях сухого и жаркого климата . . . . . . . . 7.17. Инструменты, приспособления, инвентарь для кладки . . . . 7.18. Леса и подмости для кладки . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.19. Организация труда каменщиков . . . . . . . . . . . . . . 7.20. Организация каменной кладки в комплексе с монтажом сборных конструкций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.21. Контроль качества кладки . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.22. Требования безопасности при производстве каменных работ . ГЛАВА 8. ПЛОТНИЧНЫЕ И СТОЛЯРНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . 8.1. Материалы и изделия из древесины, способы их обработки и подготовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2. Сборка зданий из бревен и брусьев . . . . . . . . . . . . . 8.3. Устройство стропильной системы . . . . . . . . . . . . . . 8.4. Монтаж каркасных и панельных зданий из древесины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 132 132 134 137 139 142 145 146 149 150 152 153 155 157 160 165 166 167 . . . 170 . . . 175 . . . 176 . . . 178 . . . . 182 . . . . . . . . . . . . . . . . 182 186 191 192 493 Оглавление 8.5. Устройство перегородок из гипсокартонных листов . . . . . . . . . 195 8.6. Установка оконных и дверных блоков . . . . . . . . . . . . . . . 198 8.7. Требования безопасности при производстве плотничных и столярных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 ГЛАВА 9. СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1. Классификация видов сварки и область их применения . . . 9.2. Электрическая сварка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3. Сварные соединения и швы . . . . . . . . . . . . . . . . 9.4. Режим сварки и техника выполнения швов . . . . . . . . . 9.5. Материалы, оборудование и инструменты для сварки . . . . 9.6. Газовая сварка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.7. Требования к сварке в условиях низких температур . . . . . 9.8. Контроль качества сварочных работ . . . . . . . . . . . . . 9.9. Требования безопасности при производстве сварочных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 202 203 210 211 213 214 216 217 220 ГЛАВА 10. БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ . . 10.1. Область применения монолитного домостроения . . . . 10.2. Опалубки, их конструкции и область назначения . . . 10.3. Арматурные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.4. Бетонные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.5. Уход за бетоном . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.6. Распалубливание конструкций . . . . . . . . . . . . 10.7. Смазка опалубки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.8. Особенности возведения высотных зданий из монолитного железобетона . . . . . . . . . . . . . . . . 10.9. Бетонирование в зимнее время . . . . . . . . . . . . 10.10. Бетонирование в условиях сухого и жаркого климата . 10.11. Контроль качества бетонных и железобетонных работ 10.12. Требования безопасности при производстве бетонных и железобетонных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 223 224 235 242 269 271 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 280 286 287 . . . . . . 289 ГЛАВА 11. МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ . . . . . 11.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2. Состав процесса монтажа строительных конструкций . . . . 11.3. Классификация методов монтажа строительных конструкций 11.4. Монтажные машины и механизмы . . . . . . . . . . . . . 11.5. Выбор монтажного крана . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.6. Монтаж железобетонных конструкций . . . . . . . . . . . 11.7. Монтажные соединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.8. Монтаж одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.9. Монтаж многоэтажных каркасных зданий . . . . . . . . . . 11.10. Возведение сборно-монолитных каркасных зданий . . . . . 11.11. Монтаж бескаркасных крупнопанельных зданий . . . . . . 11.12. Монтаж зданий из объемных элементов . . . . . . . . . . 11.13. Монтаж зданий методом подъема перекрытий и этажей . . . 11.14. Монтаж железобетонных оболочек покрытий большепролетных зданий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.15. Монтаж металлических конструкций . . . . . . . . . . . . 11.16. Конвейерный метод монтажа . . . . . . . . . . . . . . . . 494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 291 292 305 308 312 318 339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 346 354 356 362 364 . . . 366 . . . 368 . . . 372 Оглавление 11.17. Монтаж конструкций высотных инженерных сооружений . 11.18. Монтаж конструкций в зимних условиях . . . . . . . . . 11.19. Контроль качества монтажных работ . . . . . . . . . . . 11.20. Требования безопасности при монтаже конструкций . . . ГЛАВА 12. КРОВЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . 12.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2. Материалы для кровельных работ . . . . . . . . . . . . . 12.3. Технология устройства рулонных кровель из битумно-полимерных материалов . . . . . . . . . . . . . . 12.4. Технология устройства мембранных кровель . . . . . . . . . . 12.5. Технология устройства мастичных кровель . . . . . . . . 12.6. Технология устройства кровли из асбестоцементных листов 12.7. Технология устройства кровли из битумно-полимерных волнистых листов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.8. Технология устройства кровли из металлочерепицы . . . . 12.9. Технология устройства кровли из керамической и цементно-песчаной черепицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.10. Технология устройства кровли из битумно-полимерных плоских плиток . . . . . . . . . . . . 12.11. Особенности производства кровельных работ в зимних условиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.12. Требования безопасности при устройстве кровель . . . . ГЛАВА 13. ИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ 13.1. Теплоизоляционные работы . . . 13.2. Гидроизоляционные работы . . . 13.3. Антикоррозионные покрытия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ГЛАВА 14. ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . 14.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . 14.2. Штукатурные работы . . . . . . . . . . . . . 14.3. Облицовочные работы . . . . . . . . . . . . . 14.4. Устройство подвесных и натяжных потолков . 14.5. Стекольные работы . . . . . . . . . . . . . . 14.6. Технология оклейки стен обоями . . . . . . . 14.7. Малярные работы . . . . . . . . . . . . . . . 14.8. Требования безопасности и охрана окружающей при выполнении отделочных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 373 376 377 . . . . 380 . . . . 380 . . . . 381 . . . . . . . . . . . . . 382 . 396 . 400 . 401 . . . . 404 . . . . 406 . . . . 410 . . . . 412 . . . . 414 . . . . 415 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 417 425 431 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 433 434 445 449 453 456 458 ГЛАВА 15. УСТРОЙСТВО ПОЛОВ . . . . . . . . . . . . . 15.1. Разновидности полов и их конструктивные элементы 15.2. Устройство элементов пола . . . . . . . . . . . . . 15.3. Технология устройства монолитных покрытий . . . . 15.4. Устройство полов из древесины . . . . . . . . . . . 15.5. Устройство полов из линолеума . . . . . . . . . . . 15.6. Устройство полов из керамической плитки . . . . . 15.7. Устройство теплых полов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 465 467 470 474 480 481 484 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . 486 ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 495 Учебное издание Рыжевская Мария Павловна ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Учебник Редактор Л.В. Рутковская Технический редактор, дизайн обложки С.Л. Прокопцова Корректор Е.Л. Мельникова Подписано в печать 10.06.2019. Формат 60×84/16. Гарнитура «TimesET». Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 28,92 + 1,39 (вкл.). Уч.-изд. л. 24,0 + 1,0 (вкл.). Тираж 500 экз. Заказ 111. Издатель и полиграфическое исполнение: Республиканский институт профессионального образования. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/245 от 27.03.2014. Ул. К. Либкнехта, 32, 220004, Минск. Тел.: 226 41 00, 200 43 88. Отпечатано в Республиканском институте профессионального образования. Тел. 200 69 45 а б Рис. 1. Автомобили белорусского предприятия «МАЗ-МАН»: а – автосамосвал; б – автопоезд Рис. 2. Фронтальный погрузчик ВМЕ-3085 «МАЗ-МАН» Рис. 3. Автомобиль, оборудованный краном-манипулятором Рис. 4. Знак «Крупногабаритный груз» Рис. 5. Шпунтовое ограждение Рис. 6. Уплотнение грунта катком Рис. 7. Кулачковый каток Рис. 8. Уплотнение откосов виброплитой Рис. 9. Вибротрамбовка a б Рис. 10. Установка горизонтального направленного бурения: а – корпус установки; б – локационное оборудование a б Рис. 11. Сваи: а – железобетонные; б – стальные a б Рис. 12. Вдавливание железобетонной сваи: а – сваевдавливающая установка «Титан»; б – вдавливание сваи Рис. 13. Установка для срезки голов свай Рис. 14. «Стена в грунте», выполненная свайным способом, при строительстве торгового центра «Столица» в г. Минске 2 9 7 8 1 5 4 10 6 3 3 I II III IV V VI, VII Рис. 15. Технологическая схема устройства «стены в грунте» траншейным способом: I – разработка грунта под глинистым раствором; II – опускание распределительных элементов; III – установка армокаркасов; IV – бетонирование стен и извлечение ограничителей; V – разработка грунта; VI – установка армокаркасов; VII – бетонирование стен; 1 – копровая стойка; 2 – кран-экскаватор; 3 – грейфер; 4 – кран; 5 – ограничители; 6 – глинистый раствор; 7 – армокаркас; 8 – отстойник; 9 – автобетоносмеситель; 10 – бетонолитная труба Готическая кладка Голландская кладка Силезская кладка Тычковая кладка Цепная кладка Ложковая кладка (смещение на 1/2 кирпича) Ложковая кладка (косое смещение на 1/4 кирпича) Ложковая кладка (смещение на 1/4 кирпича) Хаотичная кладка Крестовая кладка Фламандская кладка Рис. 16. Различные виды перевязки швов кладки 3 4 1 2 3 1 4 2 a б Рис. 17. Кладка стен облегченной конструкции: а – при расположении утеплителя внутри конструкции стены без воздушной прослойки; б – то же, с воздушной прослойкой; 1 – внутренний слой наружной стены; 2 – утеплитель; 3 – воздушная прослойка; 4 – лицевой слой наружной стены Рис. 18. Ячеистобетонный блок пазогребневой формы Рис. 19. Укладка поризованных блоков Крюк Кирпич Арматура d 4–6 мм Слой раствора 20–25 мм Доска Слой раствора 20 мм Стойка Четверть Арматурные стержни d 4–6 мм Рис. 20. Рядовые перемычки Рис. 21. Подпорная стенка из бутовой кладки 1 2 1 Рис. 22. Укладка плит перекрытия: 1 – постель из раствора; 2 – монтируемая плита Рис. 23. Большепролетные арочные конструкции из клееной древесины 1 2 3 4 6 5 7 Рис. 24. Сушильная камера: 1 – вентилятор для циркуляции воздуха; 2 – отражательный поток; 3 – экран, направляющий поток воздуха; 4 – поток воздуха; 5 – теплоизоляционная металлическая стенка; 6 – компьютер, контролирующий микроклимат; 7 – сырые пиломатериалы Рис. 25. Профилированный брус Рис. 26. Клееный профилированный брус 3 1 1 2 2 4 а 5 5 3 1 1 8 4 7 8 6 6 б Рис. 27. Конструкция висячих (а) и наслонных стропил (б): 1 – стропила; 2 – затяжка; 3 – ригель; 4 – подкос; 5 – прогон; 6 – мауэрлат; 7 – стойка; 8 – лежень 27 60 1 2 3 Рис. 28. Элементы металлического каркаса гипсокартонных перегородок: 1 – прямой подвес; 2 – ПС-профиль; 3 – ПН-профиль 7 8 3 4 9 2 1 5 10 11 6 Рис. 29. Схема выполнения процесса ручной электродуговой сварки: 1 – основной металл; 2 – наплавленный металл; 3 – покрытый электрод; 4 – электродержатель; 5 – сварочная дуга; 6 – земляной зажим; 7 – амперметр; 8 – вольтметр; 9 – источник питания; 10 – электродный сварочный кабель; 11 – обратный (земляной) сварочный кабель + 1 + 2 3 4 + + 5 e – Рис. 30. Строение сварочной дуги: 1 – анодная область; 2 – область дуги и защитного газа; 3 – дуга; 4 – катодные пятна; 5 – катодная область 7 6 5 4 3 2 8 9 1 Рис. 31. Схема выполнения электрошлаковой сварки: 1 – основной металл; 2 – сваренный металл; 3 – расплавленный металл; 4 – расплавленный флюс; 5 – проволока; 6 – механизм подачи проволоки; 7 – подача флюса; 8 – медная накладка; 9 – охлаждающая вода 1 2 3 10 4 9 5 8 6 7 Рис. 32. Сварка в среде защитных газов: 1 – горелка; 2 – сопло; 3 – токоподводящий наконечник; 4 – электродная проволока; 5 – сварочная дуга; 6 – сварочный шов; 7 – сварочная ванна; 8 – основной металл; 9 – капли электродного металла; 10 – газовая защита 30–60 ° 30–60 ° 90 ° а б в Рис. 33. Положение электрода при сварке: а – «углом вперед»; б – «под прямым углом»; в – «углом назад» Рис. 34. Сварочный аппарат 3 2 4 1 9 6 11 10 8 7 5 Рис. 35. Схема выполнения газовой сварки: 1 – присадочный материал; 2 – вентиль подачи кислорода; 3 – корпус горелки; 4 – шланги подачи кислорода и горючего газа; 5 – баллон с кислородом; 6 – баллон с горючим газом; 7 – свариваемое изделие; 8 – наплавленный металл; 9 – пламя горелки; 10 – сопло горелки; 11 – вентиль подачи горючего газа Рис. 36. Мелкощитовая опалубка «ДОЙЛIД» для фундаментов, стен и колонн 4 3 1 2 5 6 Рис. 37. Опалубка сборно-монолитного перекрытия: 1 – опорная башня; 2 – телескопическая стойка; 3 – распределительная балка; 4 – несущая балка; 5 – палуба; 6 – сборная плита перекрытия 1 C Р 2 а Р б C 3 Рис. 38. Схема работы бетонных и железобетонных элементов под нагрузкой: а – неармированная бетонная балка; б – армированная балка; 1 – балка; 2 – опора; 3 – арматура a б Рис. 39. Вязка арматуры: а – крючками; б – пистолетом Рис. 40. Вязка пластиковыми хомутами Рис. 41. Соединение на муфтах I I 3 I–I ≤1200 1 2 2 II 200 ≤1200 1 II–II 3 4 4 3 II 1 Рис. 42. Схема установки фиксаторов защитного слоя арматуры колонны и арматурных фиксаторов-ограничителей: 1 – контур устанавливаемой опалубки; 2 – пластмассовый фиксатор защитного слоя арматуры; 3 – арматурный каркас; 4 – арматурный фиксатор-ограничитель a б Рис. 43. Механизмы для подачи бетонной смеси: а – стационарный бетононасос; б – автономная распределительная стрела Рис. 44. Пневмонагнетательная установка Рис. 45. Торкретирование бетона с помощью многоцелевого бетононасоса 2 3 1 б a Рис. 46. Самодвижущаяся опалубочная платформа: а – схема устройства опалубки; б – бетонирование опор с использованием самодвижущейся опалубочной платформы; 1 – монолитные конструкции; 2 – насосная гидравлическая станция; 3 – опалубочная платформа Рис. 47. Термоматы Рис. 48. Конструктивные элементы сборно-монолитного здания – армирование ригелей 5 1 4 2 3 Рис. 49. Состав наплавляемого рулонного материала: 1 – основа; 2 – пленка; 3 – битумно-полимерное вяжущее; 4 – битумно-полимерное покрытие; 5 – крупнозернистая посыпка б a Рис. 50. Гидропароизоляционная пленка «ТехноНИКОЛЬ» (а) и укладка пароизоляционной пленки под утеплитель (б) Рис. 51. Супердиффузионная мембрана Рис. 52. Водоприемная воронка Рис. 53. Приклейка кровельного материала с использованием газовой горелки Рис. 54. Кран «Пионер» для подачи кровельных материалов на крышу Рис. 55. Полимерная мембрана 1 2 3 4 5 Рис. 56. Система полимерной кровли с механическим креплением: 1 – полимерная мембрана; 2 – телескопический крепеж; 3 – плита на основе каменной ваты; 4 – пароизоляционная пленка; 5 – несущее основание из профнастила Рис. 57. Тарельчатые держатели «ТехноНИКОЛЬ» 3 2 Рис. 58. Автоматический сварочный аппарат 1 4 3 Последовательность укладки листов в один ряд 6 3 1 2 1 50 мм Последовательность укладки листов в несколько рядов 4 2 5 50 мм Последовательность укладки листов на треугольных скатах Рис. 59. Направление укладки листов металлочерепицы 50 мм 1000 335 1000 335 317 1000 1000 333 317 1000 Рис. 60. Форма битумной плитки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Рис. 61. Конструкция легкой штукатурной системы утепления: 1 – несущая стена; 2 – клеевой состав; 3 – утеплитель (1-й вариант: минеральная вата); 4 – выравнивающий слой; 5 – утеплитель (2-й вариант: пенополистерол) 6 – стеклосетка; 7 – крепежный элемент (дюбель); 8 – армированный слой; 9 – декоративный слой Рис. 62. Крепление утеплителя в цокольной части стены Рис. 63. Анкерные устройства для крепления теплоизоляции стен 1 2 3 4 5 6 Рис. 64. Конструкция тяжелой штукатурной системы утепления: 1 – утепляемая стена; 2 – теплоизоляция; 3 – защитно-армировочный слой (20–50 мм); 4 – стальной анкер для закрепления теплоизоляции; 5 – стальная армировочная сетка; 6 – защитно-декоративный слой 1 9 2 3 8 4 7 5 6 Рис. 65. Конструкция вентилируемой системы утепления: 1 – стена; 2 – утеплитель; 3 – кляммер; 4 – керамогранит; 5 – поток воздуха; 6 – профиль вертикальный промежуточный; 7 – профиль вертикальный основной; 8 – профиль горизонтальный; 9 – кронштейн б a Рис. 66. Устройство монтируемой гидроизоляции: а – гидроизоляционная мембрана; б – крепление гидроизоляции Рис. 67. Устройство горизонтальной рулонной гидроизоляции a Рис. 68. Гидрофобизация поверхности б Рис. 69. Инвентарные маяки: а – общий вид; б – провешивание поверхности с использованием инвентарных маяков Рис. 70. Штукатурная станция ШС-4/6-3 Рис. 71. Приготовление сухой смеси миксером Рис. 72. Современные штукатурные агрегаты для сухих смесей Рис. 73. Организация работ по оштукатуриванию сухими смесями Рис. 74. Венецианская штукатурка Рис. 75. Внешний вид натяжного потолка 1 2 3 4 5 Рис. 76. Последовательность устройства натяжного потолка: 1 – устройство багета; 2 – закрепление «базового» угла; 3 – закрепление двух противоположных углов; 4 – закрепление всех четырех углов; 5 – натянутое полотно потолка 1 2 а б в Рис. 77. Виды остекления проемов: а – листовое стекло; б – однокамерный стеклопакет; в – двухкамерный стеклопакет; 1 – стекло; 2 – дистанционная рамка Рис. 78. Распределение раствора наливного пола Рис. 79. Прокатка игольчатым валиком 12° >4 00 12° 12° 12° б a Рис. 80. Укладка ламинированных панелей: а – укладка первой панели смежного ряда; б – укладка последующих панелей Срез угла Рис. 81. Прирезка и подгонка линолеума