9555
.pdf
68
используют при возведении зданий и сооружений, не имеющих междуэтажных перекрытий, а подмости – при наличии перекрытий.
Леса и подмости изготавливают на предприятиях строительной индустрии по типовым проектам. Они должны иметь достаточную прочность, устойчивость, технологичность и обеспечивать безопасность при выполнении работ. Наиболее универсальными являются безболтовые трубчатые леса, состоящие из стоек и ригелей, представляющие собой пространственную жесткую систему (рис. 28). Для обеспечения устойчивости лесов их крепят к возводимым стенам анкерами. По ригелям укладывают щитовой настил из досок. Леса позволяют вести кладку стен высотой до 40 м.
Рис. 28. Леса (безболтовые трубчатые) для каменной кладки:
1 – подкладка; 2 – башмаки; 3 – стойки; 4 – ригели; 5 – патрубок; 6 – крюк; 7 – ограждение; 8 – рабочий настил
Подмости – это временные устройства, устанавливаемые на перекрытии и позволяющие выполнять кладку в пределах высоты этажа. Шарнирнопанельные подмости с треугольными откидывающимися опорами (рис. 29) состоят из двух металлических сварных фермочекопор с прикрепленными к ним деревянными брусьями и дощатого настила с прогонами.
Рис. 29. Подмости с треугольными откидывающимися опорами:
а, б – для кладки второго и третьего ярусов; 1 – треугольные опоры; 2 – настил; 3 – ограждение; 4 – подвески для закрепления откидывающихся опор
Процесс каменной кладки. Процесс каменной кладки складывается из следующих операций: установка порядовок и натягивание причалки; подготовка постели; подача и разравнивание раствора; укладка камней на постель с образованием швов; проверка правильности кладки; расшивка швов.
69
Порядовки устанавливают на углах и пересечениях стен по нивелиру и отвесу; к стенам порядовки прикрепляют скобами и винтами с рукоятками. Шнур-причалку натягивают между порядовками, он служит для соблюдения прямолинейности и горизонтальности рядов во время кладки; на наружных верстах причалку устанавливают для каждого ряда кладки, а на внутренних – через 3 – 4 ряда.
Подготовка постели заключается в очистке ее и раскладке на ней кирпича. Для кладки наружной версты кирпич раскладывают на внутренней половине стены, а для внутренней – на наружной половине. Раствор на постель подают растворными лопатами, разравнивают его с помощью кельмы.
Кирпич на растворную постель укладывают, используя особые приемы.
Организация рабочего места и труда каменщиков. При выполнении каменных работ боль-шое значение имеет правильная организация рабочего места, пред-ставляющего собой ограниченный участок возводимой стены и часть подмостей или перекрытия, в пре-делах которых сложены материа-лы и перемещаются рабочие. Организация рабочего места должна исключать непроизводительные движения рабочих и обеспечивать наивысшую производительность труда. Каменные работы выполняют бригады каменщиков, состоящие из звеньев, которые в зависимости от числа работающих называют «двойкой», «тройкой», «пятеркой».
Звено «двойка» обычно кладет стены толщиной в 1…1,5 кирпича, стены с высокой проемностью, столбы. Звено состоит из каменщика 4-5-го разряда и каменщика 2-го разряда. Каменщик высокой квалификации выполняет все операции кладки и контроля качества. Подсобник подает раствор и кирпич.
Звену «тройка» целесообразно класть стены толщиной в 2 кирпича. Каменщик 4-5-го разряда укладывает верстовые ряды, один каменщик второго разряда кладет забутку, а другой каменщик 2-го разряда подает материалы.
Звеном «пятерка» можно успешно вести кладку стен толщиной в два кирпича и более с одновременной укладкой теплоизоляционного материала. Каменщик 4-5-го разряда и каменщик 2-го разряда выкладывают наружный верстовой ряд, каменщик 3-4-го разряда и подручный – внутренний верстовой ряд, а третий каменщик второго разряда выполняет укладку забутки и теплоизоляции.
При поточной организации работ здание в плане делят на захватки, а по высоте – на ярусы. При этом необходимо, чтобы кладка стен одного этажа на первой захватке заканчивалась за такое же время, какое требуется для монтажа перекрытий и установки подмостей на второй захватке. Это дает возможность каменщикам и монтажникам после окончания своих работ на захватках поменяться местами: каменщики переходят на вторую захватку для кладки стен следующего этажа, а монтажники – на первую для монтажа перекрытий по готовым стенам.
4.2.2. Производство каменных работ в зимних условиях
Отрицательные температуры оказывают существенное влияние на физикохимические процессы в свежевыложенной кладке. Гидратация цемента и
70
твердение раствора в кладке прекращаются из-за перехода воды в лед. Вода, переходя в лед, увеличивается в объеме примерно на 9 %, что приводит к разрыхлению раствора и снижению его прочности. На поверхности камней образуется водяная пленка вследствие миграции воды из теплого раствора к холодному камню; это снижает сцепление камня с раствором. В результате при раннем замораживании конечная прочность кирпичной кладки в возрасте 28 дней составляет при растворе марки 100 – 90 %, марки 50 – 80 %, марки 25 – 80% от прочности нормально твердевшей кладки.
Для устранения указанных негативных факторов применяют следующие методы возведения кладки при отрицательных температурах: замораживание кладки; кладка с применением противоморозных добавок; кладка с электропрогревом.
При выполнении каменной кладки в зимних условиях необходимо особенно строго соблюдать все требования соответствующих нормативных документов. Так, толщина швов не должна превышать 12 мм, нельзя допускать отклонения кладки от вертикали.
Кладка замораживанием производится на открытом воздухе на неотогретых, но очищенных от снега и наледи камнях, укладываемых на подогретый раствор. В начальный период свежевыложенная незамерзшая кладка имеет прочность 0,33 R28 за счет перевязки швов. Под действием отрицательной температуры раствор замерзает, и прочность кладки повышается. Весной с наступлением потепления раствор оттаивает, и прочность кладки падает. С достижением устойчиво положительных температур наружного воздуха прочность кладки начинает повышаться за счет твердения раствора, однако при этом, как отмечалось выше, неизбежно происходит потеря прочности по сравнению с проектной. С целью компенсации этих потерь марку кладочного раствора повышают на 1 – 2 ступени.
Температура раствора зависит от температуры наружного воздуха: при температуре наружного воздуха до – 10°С температура раствора должна быть +10°С, а при температуре наружного воздуха до – 20°С и ниже температура раствора должна быть соответственно +15°С и +20°С. Предельная высота стен при кладке методом замораживания ограничена 15 м.
Каменные конструкции при оттаивании отличаются повышенной деформативностью, прежде всего, за счет неравномерной осадки конструкции. Это объясняется неравномерностью оттаивания кладки по толщине и неодновременном оттаиванием ее с южной и северной сторон. Положение усугубляется также действием на конструкцию внецентренной нагрузки.
Для предупреждения возникновения опасных деформаций в кладке, возведенной методом замораживания, выполняют ряд мероприятий. В углах, в местах примыкания и пересечения стен укладывают стальные связи (рис. 4.8); плиты перекрытия заанкеривают с кладкой; армируют кирпичные столбы и простенки; над дверными и оконными проемами между кладкой и верхом коробки оставляют зазор не менее 5 мм.
До начала оттаивания принимают меры по разгрузке конструктивных элементов кладки или их усиления. Для разгрузки простенков в проемах в
71
распор устанавливают стойки на клиньях, позволяющих регулировать их положение по мере осадки кладки, или металлические стойки с домкратными опорами. Для увеличения несущей способности и обеспечения устойчивости столбов и простенков устанавливают обоймы или инвентарные хомуты из металлических уголков, стянутых хомутами.
Кладка с применением противоморозных добавок позволяет обеспечить набор прочности при отрицательной температуре не менее 20 % проектной, а при благоприятных условиях за 2…3 зимних месяца раствор может приобрести до 70…80 % проектной прочности. Механизм действия противоморозных добавок основан на ускорении процесса твердения раствора и снижении температуры замерзания воды. В качестве противоморозных добавок используют, главным образом, нитрит натрия (NaNO2) и поташ (K2CO3); добавки вводятся в раствор в количестве 5…10% от массы цемента.
Электропрогрев кладки применяют при небольших объемах работ для наиболее нагруженных простенков и столбов нижних этажей многоэтажных зданий.
Кладку, подлежащую электропрогреву, выполняют на цементном растворе марки 50 и выше. В процессе работы в швы кладки помещают пластинчатые электроды, которые подключают к электросети напряжением 220…380 В. В армированной кладке столбов роль электродов могут выполнять стальные сетки. Участки кладки между электродами или стальными сетками, подключенными к разным фазам тока, являются сопротивлением, растворные швы – проводниками.
Электрический ток, проходя через растворные швы, нагревает их до температуры 30…35°С, ускоряя тем самым процесс твердения. Электропрогрев кладки продолжают до набора раствором не менее 20 % проектной прочности.
4.3. Монтаж строительных конструкций
Монтаж строительных конструкций в строительстве России является одним из ведущих технологических процессов. Этому способствуют развитая промышленность по производству конструкций и деталей для сборного строительства, наличие эффективных средств механизации, возможность осуществлять монтаж поточными методами.
Под комплексным технологическим процессом монтажа строительных конструкций понимают совокупность всех процессов и операций, в результате выполнения которых получают каркас, часть здания или сооружения или сами здания и сооружения. Данные процессы и операции подразделяют на транспортные, подготовительные и собственно монтажные (рис. 30).
72
Рис. 30. Схема комплексного технологического процесса монтажа строительных конструкций
Монтажная технологичность строительных конструкций. Каждое конструктивное решение здания или сооружения обладает присущей ему технологичностью, которая представляет собой степень приспособленности конструкции к перевозке и монтажу с минимальными затратами ручного труда, времени, материальных средств и энергетических ресурсов.
Высокая степень монтажной технологичности может быть достигнута путем рационального укрупнения конструкций, повышения заводской готовности и точности изготовления конструкций, применения самофиксирующихся стыковых соединений и т. д.
Конструкции в стадии проектирования могут быть укрупнены за счет использования двухмодульных панелей, различного рода объемных конструкций, увеличения шага колонн и пролетов и т.д. Пределы укрупнения конструкций ограничиваются планировочными и расчетно-конструктивными возможностями, требованиями транспортабельности укрупненных конструкций и грузоподъемностью монтажных кранов.
Методы монтажа строительных конструкций. Выбор метода монтажа конструкций находится в непосредственной зависимости от степени укрупнения конструкций, последовательности установки, применяемой монтажной оснастки и других признаков.
73
1. В зависимости от степени укрупнения различают:
мелкоэлементный монтаж из отдельных конструктивных элементов, который характеризуется значительной трудоемкостью;
поэлементный монтаж из отдельных крупных конструкций (панели, колонны, плиты, рамы и т.д.), требующий минимума затрат на подготовительные работы, широко применяющийся при возведении промышленных и гражданских зданий;
блочный монтаж из геометрически неизменяемых плоских или пространственных блоков, предварительно собранных из отдельных элементов (плоские рамы многоэтажного здания, блоки оболочек, ячейки покрытия промышленных зданий). При этом методе снижается количество монтажных подъемов; наиболее полно используется грузоподъемность монтажных кранов; исключается выполнение на высоте многих монтажных операций.
2.В зависимости от последовательности установки отдельных монтажных элементов различают:
раздельный (дифференцированный) монтаж, который выполняют путем установки, временного и окончательного крепления однотипных конструктивных элементов, например колонн на захватке;
комплексный монтаж, предусматривающий установку и закрепление всех конструктивных элементов одной ячейки здания;
комбинированный (смешанный) монтаж, представляющий собой сочетание раздельного и комплексного методов. Например, отдельный монтажный поток устанавливает колонны, а затем со смещением во времени параллельно следующий монтажный поток устанавливает все остальные элементы в каждой ячейке здания.
3.В зависимости от способа установки конструкции в проектное положение различают:
свободный монтаж, при котором монтируемый элемент без каких-либо ограничений устанавливают в проектное положение при его свободном перемещении. Недостатком данного метода является повышенная сложность и высокая трудоемкость работ за счет необходимости выполнения выверочных, крепежных и других операций на высоте;
ограниченно-свободный монтаж, при котором монтируемая конструкция устанавливается в направляющие ориентиры – кондукторы, фиксаторы и другие приспособления, частично ограничивающие свободу перемещения конструкций и обеспечивающие снижение трудозатрат на временное крепление
ивыверку. При этом методе достигается повышение производительности кранового оборудования за счет сокращения монтажного цикла;
принудительный метод монтажа конструкций основан на использовании манипуляторов, индикаторов и других средств, обеспечивающих полное и заданное ограничение перемещений конструкций от действия собственной массы и внешних нагрузок. Метод обеспечивает повышение точности монтажа
иснижение трудозатрат.
Выбор того или иного метода осуществляется в рамках проекта производства работ. Оптимизация методов монтажа производится путем
74
технико-экономического анализа с учетом определяющих факторов: конструктивных особенностей здания, массы элементов, наличия монтажного оборудования, заданных сроков строительства.
4.3.1. Технические средства обеспечения монтажа строительных конструкций
Монтажные краны. На монтаже строительных конструкций применяют, главным образом, самоходные стреловые и башенные краны (рис. 31).
Рис. 31. Примеры монтажных кранов:
а – самоходный (гусеничный) со стреловым оборудованием; б – то же, с башенно-стреловым оборудованием; в – башенный передвижной
Самоходные стреловые краны благодаря их мобильности и маневренности широко применяют на монтажных работах. Большинство их оснащено оборудованием в виде вставок для увеличения длины стрелы, а также гуськами, позволяющими увеличить вылет крюка при небольшом наклоне стрелы. Это придает стреловым кранам универсальность, т.к. позволяет монтировать здания различной высоты, поднимать элементы различной массы при различных вылетах крюка. Значительно расширена область применения самоходных стреловых кранов в связи с оснащением их башенно-стреловым оборудованием, которое позволяет применять краны на монтаже конструкций высоких и объемных зданий, осуществлять монтаж элементов через ранее смонтированные конструкции и вести монтаж, не заходя в монтируемый пролет здания.
Башенные краны широко применяют в гражданском многоэтажном строительстве и в промышленном строительстве при возведении крупных инженерных сооружений. В основном самоходные башенные краны перемещаются по подкрановым путям. В особых случаях применяют стационарные (приставные) башенные краны и самоподъемные краны башенного типа.
Выбор монтажного крана по требуемым параметрам начинают (рис. 32) с уточнения следующих данных: массы монтируемых конструкций, монтажной
75
оснастки и грузозахватных устройств; габаритов и проектных положений конструкций в монтируемом здании. На основании этих данных выбирают конструкции с максимальными монтажными параметрами, для этих конструкций определяют требуемые параметры крана.
Рис. 32. Схема для определения требуемых параметров башенного крана
Требуемая грузоподъемность крана:
Qк = mэ + mгр,
где Qк – требуемая минимальная грузоподъемность крана, т; mэ – масса монтируемого элемента, т; mгр – масса грузозахватных устройств, т.
Для башенных кранов высоту подъема грузового крюка Hк над уровнем стоянки крана определяют по формуле (рис. 32)
Hк = hо + hз + hэ + hс,
где hо – превышение низа монтируемого элемента над уровнем стоянки крана, м; hз – запас по высоте, требующийся по условиям безопасности монтажа для заводки конструкции над местом установки или переноса через ранее смонтированные конструкции (0,3…0,6 м), м; hэ – высота (или толщина) элемента в монтажном положении, м; hс – высота строповки в рабочем положении от верха монтируемого элемента до крюка крана, м.
Вылет крюка крана Lкр
Lкр = b1 + b,
где b1 – расстояние от грани здания, обращенной к крану, до центра тяжести наиболее удаленного от крана монтируемого элемента, м; b – расстояние от оси вращения поворотной платформы крана до грани здания, обращенной к крану.
b = rпл + b2,
76
где rпл – радиус габарита поворотной платформы, м; b2 – расстояние между гранью здания и поворотной платформой, принимаемое по правилам техники безопасности, 0,5 - 1, 0 м.
После определения требуемых параметров Qк, Hк, Lкр по справочной литературе подбирают башенный кран с техническими параметрами, которые должны быть не меньше требуемых.
Монтажная оснастка. Строповка конструкций. Для подъема строительных конструкций используют различные грузозахватные устройства в виде гибких стальных канатов, различных траверс, механических и вакуумных захватов. Грузозахватные устройства должны обеспечивать простую и удобную строповку и расстроповку элементов, надежность зацепления или захвата, исключающую возможность свободного отцепления и падения груза. Грузозахватные устройства должны быть испытаны пробной статической или динамической нагрузкой, превышающей их паспортную грузоподъемность.
Гибкие стропы выполняют из стальных канатов. Их используют при подъеме легких колонн, балок, плит, стеновых панелей и др. Стропы выполняют универсальными и облегченными, по технологическому назначению – одно-, двух-, четырех- и шестиветвевыми (рис. 33, а,б,в,г). Универсальные стропы выполняют в виде замкнутых петель длиной 6…15 м, изготавливают из тросов диаметром 18…30 мм, облегченные стропы – из тросов диаметром 12…20 мм. На концах устанавливают петли на коушах, крюки или карабины. Для равномерного распределения нагрузки на стропы используют системы блочных и траверсных приспособлений (рис. 33, д,е), которые применяют при строповке плит перекрытия.
Траверсы выполняют в виде металлических балок или сварных ферм. На концах нижнего пояса устанавливают блоки, через которые проходят стропы (рис. 34). Такая система подвески стропов обеспечивает равномерную передачу усилий на все точки захвата. Траверсами поднимают длинномерные конструкции; строповка может осуществляться за две или четыре точки.
77
Рис. 33. Стропы и строповка конструкций:
а – гибкие стропы; б – канатный двухветвевой; в – канатный четырехветвевой; г – строповка четырехветвевым стропом; д – то же, трехтраверсным; е – то же, трехблочным; 1 – универсальный строп; 2, 3 – облегченный с крюком и петлей; 4 - карабин.
Рис. 34. Балочная траверса: 1 – подвеска; 2 – блок; 3 – гибкие тяги; 4 – скоба для подвески к грузовому крюку крана; 5 – балка
Захваты предназначены для беспетельного подъема монтируемых элементов. Конструктивно захваты выполняют механическими, электромагнитными и вакуумными. Механические захваты удерживают конструкцию на весу за счет фрикционного зацепления, зажима или подхвата за выступающие части. Электромагнитные захваты используют преимущественно на монтаже и погрузочно-разгрузочных работах листовых металлоконструкций. Вакуумные захваты удерживают конструкцию за счет разрежения, создаваемого в вакуумкамере или вакуум-присосках; вакуумные захваты применяют для подъема тонкостенных конструкций.