Эффективность и конструирование монолитных зданий,

Оборудование

Монолитное домостроение позволяет сократить энергетические затраты в связи с тем, что отпадает необходимость в наборе конструкциями 70-100 % прочности перед их транспортировкой к объектам строительства. Достигает­ся снижение количества арматуры вследствие того, что конструкции не вос­принимают транспортные и монтажные нагрузки, а также из-за уменьшения количества стыков. Уменьшение последних повышает долговечность зданий и сооружений.

Эффективность монолитного строительства повышается при применении современных бетононасосов, конструкций опалубок, использовании хи­мических добавок, конструктивных решений зданий, совмещенного строи­тельства нескольких зданий, выборе оптимальной технологии ведения работ.

В монолитных заданиях предусмотрены различные варианты конструк­тивных решений: с монолитными внутренними и наружными стенами; со сборными, сборно-монолитными и монолитными перекрытиями. Перегород­ки, сантехкабины и лестничные марши во всех вариантах заданий - сборные. Модульная сетка зданий обычно принимается кратной 3 м (в осях стен). Вы­сота этажа - 2,8; 3,0; 3,3; 3,6; 4,2 м. Шаг поперечных стен - от 2,4 до 7,2 м. Ширина коридоров - от 1,5 м с увеличением, кратным модулю 3 м. Толщина внутренних продольных и поперечных стен - 16; 18; 20 и 22 см. Толщина мо­нолитного несущего слоя многослойных стен - 16; 18; 20 и 22 см. Толщина наружных однослойных стен - до 60 см. Толщина перекрытий - 12; 14; 16; 18; 22 см.

Для устройства перекрытий жилых зданий могут применяться многопус­тотные железобетонные панели с круглыми пустотами толщиной 220 мм, шириной от 0,6 до 2,4 м для пролетов от 2,4 до 7,2 (с интервалом через 0,6 м) и 9 м. Сплошные гладкие панели рекомендуется применять размером «на комнату» с опиранием по контуру; толщина панелей от 80 до 160 мм, ширина от 2,4 до 4,2 м с интервалом 0,6 м и длина 3,6; 4,2 и от 5,1 до 7,2 м с интерва­лом через 0,3 м. ,

На рис.3.19, показаны планы одно- и двухсекционных монолитных зданий различной этажности, строительство которых, как показала практика строительства в странах СНГ, эффективно.

Опалубка для возведения зданий должна изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 23478-79 «Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие техниче­ские требования».

Рис.3.19. Планы одно- и двухсекционных монолитных зданий

Важнейшим показателем эффективности применения опалубки является оборачиваемость - возможность многократного использования. Чем больше показатель оборачиваемости, тем ниже стоимость опалубки на единицу объе­ма железобетонной конструкции. Оборачиваемость опалубки на основании данных ЦНИИОМТП должна быть не менее приведенной в таблице 3.6.

Таблица 3.6 Минимальная оборачиваемость опалубки, циклов

Монтажные схемы расстановки опалубки на захватке разрабатывают на основе поэтажных планов с учетом принятого метода организации работ, разбивки этажа на захватки, грузоподъемности крана и других факторов.

При привязке крупнощитовой опалубки стен разбивают длину стены на панели с максимальной длиной до 7,2 м. Оставшиеся на углах части стены выполняются из угольников, стороны которых не должны превышать 3,6 м.

При возведении многоэтажных монолитных зданий наиболее часто ис­пользуют три технологических метода, различающиеся в основном по конст­руктивно-технологическим особенностям используемых систем: возведение зданий в крупнощитовой и блочной переставных опалубках, возведение зда­ний в объемно-переставной (туннельной) опалубке, возведение зданий в скользящей опалубке.

Область использования объемно-переставной и скользящей опалубки ограничена по сравнению с крупнощитовой опалубкой: скользящую опалубку применяют для бетонирования высотных сооружений с компактным пери­метром и неизменяемым по высоте сечением; объемно-переставная опалубка применима лишь для зданий большой протяженности с поперечными несу­щими монолитными стенами.

Во всех разборно-переставных опалубках в качестве первичных формо­образующих элементов используются щиты каркасной конструкции, размеры которых, как правило, кратны применяемому в строительстве модулю 3 м (300 мм). Щиты обычно укрупняют в опалубочные панели с последующей установкой их при помощи крана при опалубливании вертикальных поверх­ностей (стен) или горизонтальных поверхностей (перекрытий). Для соедине­ния противостоящих щитов стен между собой используют, как правило, гори­зонтальные схватки. При необходимости увеличить высоту панели можно при помощи надставок. Для опалубки внутренних углов предусмотрены уг­ловые щиты; в наружных углах соединения панелей осуществляются, как правило, посредством специальных монтажных уголков.

В крупноблочной опалубке щиты при помощи унифицированных соеди­нительных элементов составляют в объемные блоки; в объемно-переставной опалубке П-образные или Г-образные секции соединяют соответственно в туннели и полутуннели.

Комплект опалубки включает также крепежные элементы (стяжки, рас­порки, замки, струбцины, клинья и т.п.), поддерживающие элементы (стойки, подкосы, кронштейны и т.п.), а также средства подмащивания (навесные ин­вентарные площадки, лестницы и т.п.). В каждом конкретном случае состав комплекта опалубки определяется в соответствии с паспортными данными опалубочной системы.

Основными элементами комплекта скользящей опалубки являются щиты (внутренние, наружные и угловые), домкраты, домкратные рамы, консоли, кронштейны, подвесные подмости.

При бетонировании конструкций зданий подачу бетонной смеси осуще­ствляют краном в бадьях (бункерах) или бетононасосом.

В общем случае критериями при технико-экономической оценке исполь­зования различных вариантов опалубки служат приведенные затраты и тру­доемкость выполнения работ на единицу опалубливаемой поверхности.

На стадии технологического проектирования достаточно сопоставить се­бестоимость и трудоемкость выполнения работ для опалубочных систем, приемлемых для возведения данного здания (сооружения).

Кроме того, от технологического соответствия опалубочной системы возводимой конструкции зависит скорость бетонирования-фактор, который в значительной мере определяет и экономическую эффективность использова­ния данной опалубочной системы. Годовые затраты на опалубку представле­ны в таблице 3.7.

Таблица 3.7

Годовые затраты на опалубку (в ценах 1984 г.) (без затрат на установку и разборку), руб.

С целью сокращения сроков строительства, повышения оборачиваемости опалубки эффективно при бетонировании использовать бетононасосные ус­тановки.

Выбор бетононасосных установок производится при помощи таблиц 3.8

и 3.9.

Таблица 3.8 Технические характеристики отечественных бетононасосов

Таблица 3.9 Технические характеристики бетононасосов некоторых зарубежных фирм

При разработке технологии бетонирования следует руководствоваться разработками ЦНИИОМТП и МГАСУ, заключающимися в следующем:

- захватки в пределах этажа по возможности должны быть равновели­
кими по трудоемкости, отклонения от средней трудоемкости не должны пре­
вышать 25%;

- наименьший размер захватки назначают достаточным для работы зве­
на на протяжении смены и соответствующим участку бетонирования, на ко­
тором укладка бетонной смеси проводится без перерыва;

- границы захваток желательно определять в местах, намечаемых для
устройства рабочих и температурных швов; в тех случаях, когда границы за­
хваток проходят по возводимым монолитным конструкциям, их следует уст­
раивать в местах, где проходят линии минимальных напряжений;

- при разбивке этажа на захватки необходимо обеспечивать удобство
доступа рабочих на перекрытие, где смонтирована опалубка, а также на под­
мости и рабочие настилы опалубки. Конструкции лестниц обычно возводят с
опережением по отношению к остальным конструкциям этажа.

При возведении многоэтажных монолитных (сборно-монолитных) зда­ний рекомендуются следующие характеристики захваток:

- площадь (по перекрытию) -150-200 м²;

- бетоноемкость - 30-60 м³.

При возведении стеновых теплозащитных изделий используют легкие пористые заполнители. Неудачи, которыми заканчивались в течении многих лет попытки транспортирования легкобетонных смесей бетононасосами объ­ясняется нерешенностью проблемы управления водопоглощением пористых заполнителей. При атмосферном давлении скорость поглощения воды порис­тым заполнителем особенно высока в течение первых трех-пяти минут, затем она заметно падает и, наконец, становиться почти постоянной. Это характер­но для всех легких заполнителей и отличается от различных типов заполни­телей лишь количественно. При повышении атмосферного давления степень поглощения воды быстро достигает максимума и не претерпевает затем за­метных изменений. В легкобетонных смесях силы внутреннего трения и сце­пления между частицами противодействуют силе тяжести. Это положение придает смеси определенную структурную связанность. Для обеспечения противодействия этому необходимым условием является увеличение содер­жания в смеси воды, вяжущих и песка по сравнению с равноподвижными бе­тонными смесями приготовленными на плотных заполнителях.

Вышеуказанное положение иллюстрируют следующие примеры.

1. Для тяжелого бетона класса В25: расход портландцемента марки 400 на 1 м³ смеси составляет 480 кг, щебня крупностью 20 40 мм - 735 кг, квар­цевого песка - 910 кг, воды - 200 кг, добавка СДБ - 0,91 кг; подвижность смеси - 14 15 см; средняя плотность смеси - 2320 кг/м³.

2. Для аглопоритового бетона класса В 15: расход портландцемента мар­
ки 400 на 1 м³ смеси составляет 464 кг, аглопорита крупностью 10 20 мм -
306 кг, крупностью 5 10 мм - 306 кг, песка кварцевого - 546 кг, воды - 235
кг; подвижность смеси - 15 см, средняя плотность - 1857 кг/м³ .

3. Для керамзитобетона класса В 15: расход портландцемента марки 400
на 1 м³ смеси составляет 486 кг, керамзита крупностью 5...20 мм - 274 кг,
песка речного - 875 кг, воды - 231 кг; подвижность смеси 15 см; средняя
плотность смеси - 1866 кг/м³.

В различных бетонных смесях при одной и той же подвижности суммар­ное количество вяжущего (цемента) и воды на 1 м³ смеси соответственно со­ставляет: 480 + 200 = 680 кг; 464 + 235 - 699 кг; 486 + 231 = 717 кг.

Водопоглощение пористых заполнителей аглопорита и керамзита в зави­симости от изменения давления в системе от 0,1 до 2 МПа увеличивается в 2 2,5 раза. При этом чем меньше крупных заполнителей, тем меньше их во­допоглощение. Например, аглопорита с крупностью фракции от 0 до 5 мм при давлении в 0,5 МПа прирост водопоглощения составляет 7%, для круп­ности 5 10 мм эта величина увеличивается в 1,6 раза, а для крупности 10 - 20 мм - 2,2 раза.

Рассмотрим процесс работы поршневых бетононасосов и изменения подвижности смеси. При такте всасывания смесь попадает в рабочий цилиндр поршневых бетононасосов из приемного бункера за счет создаваемого в рабочем цилиндре разрежения, т.е. резкого снижение давления. При этом происходит расслоение смеси. Так как плотность пористого заполнителя меньше, чем плотность цементного теста или раствора, то в сторону поршня за его движением устремляются частички заполнителя

При такте нагнетания частички пористого заполнителя под действием увеличивающегося давления впитывают воду, цементное тесто, которое про­никает (заполняет) его поры. Из-за этого резко изменяется подвижность сме­си, т.е. она резко уменьшается и повышается жесткость смеси, которая стано­вится не транспортируемая по трубам. Так как у бетононасосов СБ-95, СБ-123, СБ-126, С-296, С-284А, АБН-60, БН-20-20 и бетононасосов зарубежных фирм «Штеттер» (Германия), «Путцмайстер» (Германия), «Вортингтон» (Италия) и др. Если наибольшее давление в транспортном целиндре состав­ляет 3 6 МПа и больше, то с помощью бетононасосов нельзя транспортиро­вать по трубопроводам легкую бетонную смесь, приготовленную на пористых заполнителях с крупностью фракций более 5 мм без применения специаль­ных мероприятий.

В таблице 3.10 дано сопоставление производительности растворонасо-сов, бетононасосов и пневмонагнетательных установок для транспортирова­ния бетонной смеси и строительных растворов по трубам.

В зависимости от принятой технологии уплотнения (штыкование, трам­бование, вибрирование, укатка, вакуумирование) осуществляют выбор техни­ческих средств. Технические характеристики электромеханических глубин­ных вибраторов, установок для вакуумирования и виброреек приведены соот­ветственно в таблицах 3.11-3.13.

Таблица 3.10

Основные технические характеристики растворонасосов, бетононасосов

и пневмонагнетательных установок

Таблица 3. Технические характеристики электромеханических глубинных вибраторов

Таблица 3.13

Технические характеристики виброреек

Таблица 3.13

Технические характеристики виброреек

Легкие бетонные смеси могут успешно транспортироваться по трубам при помощи пневмонагнетательных установок, т.к. эти установки работают и транспортируют смесь по трубопроводам отдельными порциями, длина ко­торых достигает 20...25 мм, при давлении 0,4...0,6 МПа и менее. Максималь­ное увеличение водопоглощения аглопорита - 10 %, а керамзита - 50 %. Марки пневмонагнетательных установок - С-862, ПН-03, ПН-05 и 6649/1 А.

В свою очередь, при использовании бетононасоса могут применяться две технологические схемы:

- подача бетонной смеси на рабочий горизонт и последующее ее рас­пределение с использованием простейших механизмов;

- подача бетонной смеси и ее распределение с помощью установленной
на рабочем горизонте гидравлически управляемой распределительной
стрелы.

Бетононасосы могут перекачивать бетонные смеси пластичной (осадка конуса 5-8 см) и литой (осадка конуса 12-15 см) консистенций. Оптимальным значением водоцементного отношения считается В/Ц = 0,5-0,6. Наибольшая крупность щебня' (гравия) колеблется в пределах 20-60 мм и зависит от диаметра бетоновода.

Организация технологии бетонирования здания заключается в следующем:

- бетононасос должен обеспечивать подачу бетонной смеси на всю вы­
соту здания;

- производительность бетононасоса должна быть максимально исполь­
зована;

- автобетононасосы целесообразно использовать в тех случаях, когда
радиус действия распределительной стрелы позволяет с одной или
нескольких стоянок охватить всю площадь бетонируемой конструкции.
При этом должен быть обеспечен свободный проезд
автобетоносмесителей к автобетононасосу.

Высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку ограничивается действующим СНиП 3.03.01-87 для перекрытий - до 1 м, для стен - до 4,5 м, для колонн - до 5 м, для неармированных конструкций - до 6 м. При большей высоте свободного сбрасывания бетонную смесь укладывают с использованием лотков или хоботов.

Для монолитных конструкций многоэтажного здания (стены, перекрытия, колонны) наиболее часто используют вибрационные методы; для тонко­стенных конструкций (толщиной 250-300 мм) уплотнение бетонной смеси может производиться вакуумированием.

С целью оптимальной организации работ здания разбиваются на захват-ки.

Рекомендуемые по данным ЦНИИОМТП характеристики захватки:

площадь перекрытий -150-200 м²;

бетоноемкость - 30-60 м³ ;

металлоемкость комплекта опалубки - 50-80 т для всех видов опалубки кроме мелкощитовой, в последнем случае металлоемкость комплекта должна составлять 10-20 т.

Поиск по сайту: