Реконструкция зданий с применением сборно-монолитных встроенных систем

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение _________________________________________________________ 2

Основные принципы конструктивных решений _________________________ 3

Технология возведения вертикальных стеновых конструкций _____________ 5

Организация производства работ _____________________________________ 9

Заключение _______________________________________________________ 15

Список литературы _________________________________________________ 16

ВВЕДЕНИЕ

       Основными направлениями развития массового жилищного строительства являются сборное (панельное), кирпичное и монолитное домостроение. Наиболее индустриальным направлением является строительство с применением готовых заводских деталей и изделий – сборное. Оно позволяет возводить объекты в наикратчайшие сроки.

       Монолитное  строительство – одна из наиболее перспективных технологий возведения зданий, в т.ч. жилых. Основными достоинствами домов, построенных таким методом, являются высокая скорость строительства, гибкость в архитектурно-планировочных решениях и высокая устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды.

       Симбиоз лучших черт сборного и монолитного  строительства создал отдельную технологию – сборно-монолитную, которая с успехом применяется как в новом строительстве, так и при реконструкции существующих зданий. Одной из рациональных технологий является реконструкция зданий с применением сборно-монолитных встроенных систем.

ОСНОВНЫЕ  ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ

       Сочетание преимуществ сборного железобетона с монолитным реализуется с помощью  возведения встроенных систем, у которых в монолитном варианте выполняются внутренние поперечные и продольные несущие стены, а перекрытия - из сборного предварительно напряженного многопустотного настила. В сборном варианте используются также лестничные площадки, марши, объемные блоки сантехкабин и лифтовых шахт. Использование большепролетных (до 18 м) плит перекрытий позволяет не только снизить удельный расход материалов, но и повысить технологичность строительных процессов, а также создать свободные планировочные объемы значительных размеров. В то же время использование сборных перекрытий позволяет без значительных технологических перерывов осуществлять их нагружение, что весьма важно при организации поточного производства работ. Применение внутренних монолитных стен позволяет реализовать практически любую высоту этажей реконструируемых зданий.

       На  рис. 1 приведена конструктивно-технологическая  схема встроенной сборно-монолитной системы. Она включает: внутренние поперечные и продольные монолитные стены; пристеночные железобетонные диафрагмы торцевых элементов зданий; многопустотный настил перекрытия; сборные элементы лестничной клетки и др. Расположение внутренних несущих стен осуществляется таким образом, чтобы площадь перекрытия была максимальной и приближалась к размерам квартир. Это обстоятельство позволяет на любом этапе эксплуатации осуществлять перепланировку помещений.

       Цикл  встройки сборно-монолитной системы  состоит в устройстве фундаментов, возведении монолитных поперечных и  продольных стен, монтаже плит перекрытия и других встроенных элементов. Монолитные стеновые конструкции выполняют функции несущих стен и обеспечивают пространственную жесткость встроенной системы. Взаимодействие ограждающих конструкций с поперечными стенами повышает их пространственную жесткость и в ряде случаев несущую способность. Продольная монолитная стена может выполняться отдельными участками, тем самым обеспечивая получение больших перекрываемых площадей. В любом случае как внутренние поперечные, так и продольные стены должны размещаться соосно по всей высоте начиная с подвальной части здания. 

       Рис . 1. Сборно-монолитная встроенная система 
1 - монолитные внутренние несущие стены; 2 - многопустотный настил перекрытий; 3 - сборные ж/б лестничные марши и площадки; 4 - пристеночная железобетонная диафрагма; 5- лифтовая шахта

       В зависимости от грунтовых условий  фундаментами под встроенную систему  могут служить перекрещивающиеся  ленты, плиты сплошного или кессонного типа в монолитном исполнении.

       Основным  условием создания фундаментов является учет восприятия нагрузок как встраиваемой части здания, так и надстраиваемых этажей. При этом существующее стеновое ограждение становится самонесущим.

       Процесс реконструктивных работ требует  использования специальных средств  механизации для выполнения цикла  нулевых работ: возведения монолитных фундаментов под внутренние несущие стены, поэтажного устройства встроенной системы с использованием различных опалубочных систем, монтажа сборных конструкций междуэтажных перекрытий, объемных элементов сантехкабин, вентблоков и др. 

ТЕХНОЛОГИЯ  ВОЗВЕДЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЕНОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

       Для возведения вертикальных стеновых конструкций  наиболее рационально применение укрупненных  опалубочных щитов системы Мева, Дока, алюминиевой опалубки ЦНИИОМТП и др. Их конструктивные особенности  позволяют возводить внутренние стены с различной высотой этажа за счет использования доборных элементов. Сравнение опалубочных систем может быть оценено по уровню технологичности процессов укрупнения, сборки и демонтажа. Этот фактор определяется конструктивными особенностями замковых соединений, уровнем их надежности и трудоемкости выполнения работ. Наиболее важными показателями опалубочных систем являются обеспечение плотности стыковых соединений, исключение деформативности от действия гидростатического и динамического давления бетонной смеси, а также их оборачиваемость.

       На  рис. 2 приведены технологические схемы возведения монолитных конструкций, типы опалубочных систем и узлы взаимодействия наружных и внутренних стен с ограждающими конструкциями.

       Оснащение щитов системой подкосов обеспечивает быструю выверку в проектное положение, а наличие рабочих площадок создает удобства производства работ по укладке и уплотнению смесей.

       При устройстве внутренних несущих стен подбор комплекта опалубки осуществляется таким образом, чтобы без переналадки щитов производить цикл возведения как по этажам здания, так и посекционно. Технологический процесс включает арматурные, опалубочные работы, подачу, укладку и уплотнение смесей, тепловую обработку для ускоренного набора прочности бетоном и демонтаж опалубки.

       Рис . 2. Конструктивно-технологическая схема устройства встроенной сборно-монолитной системы с широким шагом внутренних стен (а), узлы взаимодействия наружных (б) и внутренних (в) стен с ограждающими конструкциями, укрупненные опалубочные щиты для возведения линейных участков (г) и при пересечении стен (д) 
1 - опалубочный щит; 2 - плита перекрытия; 3 - анкеры из арматурной стали; 4 - распорные анкеры; 5 - существующая стена; 6 - крепежный элемент

       Выполнение  арматурных работ наиболее рационально осуществлять из отдельных стержней с ручной вязкой. Такое решение исключает использование сварных соединений, что обеспечивает более высокую надежность монолитных конструкций. Для создания проектного геометрического положения армокаркасов используются различные системы фиксации в виде полимерных или бетонных фиксаторов. Их установка препятствует смещению арматурного заполнения в процессах укладки и уплотнения бетонных смесей и обеспечивает требуемый защитный слой.

       Для создания планировочных решений при возведении внутренних стен предусматривается использование проемообразователей. Они устанавливаются на внутренней поверхности опалубочных щитов с использованием специальной системы крепления. Конструктивное решение проемообразователей обеспечивает их геометрическую изменяемость, что позволяет производить распалубку без нарушения торцевых элементов.

       Бетонирование стен осуществляется по захваткам. Их длина определяется из условия непрерывной  укладки смеси и составляет 10-12 м. Каждая захватка ограничивается разделительной сеткой, которая обеспечивает монолитность соединений отдельных элементов стен.

       Укладка смеси осуществляется послойно с  толщиной слоев 0,5-0,6 м с обязательным уплотнением глубинными вибраторами. Интенсивность подачи и укладки бетонной смеси должна соответствовать производительности глубинных вибраторов J £ П_в × n ; J = v × t_y ;    или    где v - скорость подачи бетонной смеси, м³/ч; t_y - время укладки смеси в опалубку; R - радиус действия вибратора; h - высота слоя бетонной смеси; t _в - время уплотнения; к_в - коэффициент, учитывающий потери времени на перестановку вибратора; п - количество вибраторов.

       В зависимости от консистенции бетонной смеси время уплотнения может  иметь различные значения. Оно  определяется экспериментальным путем и оптимизируется в зависимости от подвижности бетонной смеси и толщины бетонируемой конструкции.

       Повышение времени уплотнения может привести к расслоению смесей, а недостаточная  продолжительность вибродействия - к неоднородному уплотнению слоев.

       При бетонировании тонкостенных элементов  необходимо использовать вибраторы  с диаметром наконечника, не превышающим 1/3-1/4 толщины.

       Использование укрупненных опалубочных щитов  позволяет снизить трудоемкость и продолжительность работ. В  зависимости от степени укрупнения повышаются технологичность опалубочных систем и более рациональное использование крана по грузоподъемности.

       Технологические потоки возведения внутренних стен предусматривают  ритмичное производство арматурных и опалубочных работ. При этом опережающим процессом являются арматурные работы. Обеспечение заданного ритма производства работ достигается подбором количества рабочих, занятых на армировании конструкций. Цикл арматурных работ на захватке должен соответствовать циклу опалубочных

       где S Т_ар , S T_on - суммарная трудоемкость арматурных и опалубочных работ;    - нормативная трудоемкость арматурных и опалубочных работ; n ₁ , n ₂ - количество рабочих, занятых на соответствующих процессах.

       Оценка  технологических циклов арматурных и опалубочных работ показывает, что их равенство может быть достигнуто путем определения расчетного состава рабочих, занятых на арматурных работах:

       Наибольшую  трудоемкость работ представляют процессы армирования и устройства опалубки торцевых стен, а также сопряжений с продольными стенами. Эти процессы требуют разработки специальной системы крепления как арматурного заполнения, так и опалубочных щитов.

       Наиболее  рациональным является устройство анкерных соединений, устанавливаемых в стенах. Количество распорных анкеров, их глубина  установки и геометрические параметры  определяются исходя из технологических  нагрузок от укладки и уплотнения бетонной смеси и физико-механических характеристик стенового ограждения.

       Анкер рассчитывается исходя из восприятия усилий от гидростатического и динамического  давления бетонной смеси Р_г.б + Р_д.б. Усилие, воспринимаемое анкером от выдергивания, определяется исходя из физико-механических характеристик материала стен, диаметра анкера, глубины заделки h . Расчетное усилие на выдергивание за счет создания распора и сил трения может быть оценено по зависимости

       где R _СТ - фактическое сопротивление кладки стены; m ₁ - коэффициент условия работы ( m ₁ = 1,2-1,3); А_б - площадь сечения стяжного элемента; f - коэффициент трения металла по камню { f » 0,3); m_n - коэффициент надежности работы анкера, т_п » 1,8-2,5; g - плотность бетонной смеси; Н - высота столба бетонной смеси; Р_д - динамическая составляющая давления от работы вибраторов.

       Глубина заделки анкеров зависит от физико-механических характеристик материала стен и  составляет 4,0-6,0 Æ . Для стен из кирпича  марки 75 диаметр анкера составляет 20 мм, глубина заложения 100-120 мм, с  разрушающей нагрузкой 6-15 кН.

       Большое влияние на качество последующих  монтажных работ оказывает создание единого монтажного горизонта опорных  поверхностей внутренних стен. Отклонения данных параметров могут привести к  снижению опорных частей сборных  плит и нарушению условий передачи нагрузки. Применение специальных бортовых элементов щитовой опалубки стен позволяет получать высокоточные опорные поверхности. Принцип создания таких элементов состоит в том, что при окончании цикла укладки бетонной смеси осуществляется поворот на 90° откидных бортовых элементов опалубки. В результате передачи энергии колебаний от вибратора бортовому элементу происходят перемещение избытка бетонной смеси в межпалубную зону и образование горизонтальной.