11. Монтаж строительных конструкций
11.1. Общие положения
Монтаж строительных конструкций заключается в установление в проектное положение и закрепление рабочим соединением конструкций.
В комплексе работ по возведению зданий и сооружений при монтаже выделяют два этапа:
– монтаж подземных конструкций (фундаменты, рандбалка, опоры, каналы, туннели и т.п.), входящий в состав нулевого цикла;
– монтаж надземных конструкций (колонны, балки, фермы, плиты, стеновые панели и т.п.), который является основным, ведущим процессом.
В кирпичных зданиях процесс монтажа входит в общий комплекс работ и ведется параллельно с кирпичной кладкой (плиты перекрытий, лестничные марши, балконы, перемычки и т. п.).
Комплексный процесс, включает ряд простых процессов:
– доставка элементов на определенном виде транспорта;
– приемка элементов на объекте (проверка, разгрузка, складирование);
– установка в проектное положение с временным закреплением элемента (монтажный стык);
– проектное закрепление элемента (рабочий стык);
– защита стыка от вредных воздействий (коррозии, огня).
11.2. Ресурсы процесса
2.1. Материалы:
– конструкции железобетонные: фундаменты, колонны, фермы, плиты, стеновые панели, лотки теплотрасс, секции туннелей и т. п.
– конструкции стальные: колонны, балки, фермы, листовые элементы резервуаров;
– конструкции деревянные: клееные балки, фермы, арки, многослойные стеновые панели.
Для доставки бетонной смеси используют автосамосвалы грузоподъемностью 5…8 т, а также мобильные бетономешалки (миксеры) объемом 4…8 кубометров (рис. 7,11). Доставка миксером исключает расслаивание (за счет перемешивания в пути) и высыхание бетонной смеси. Если предполагаемое время в пути превышает сроки схватывания данной бетонной смеси, то возможна доставка миксером сухой смеси и затворения ее водой уже на объекте непосредственно перед укладкой в конструкцию. Такая технология позволяет доставлять качественные бетонные смеси на большие расстояния или в сложных условиях (горные, лесные дороги, болотистая местность), а также в условиях отрицательных температур.
Подача на рабочее место. В зависимости от вида конструкции, параметров бетонной смеси и объема работ, технических возможностей организации применяют следующие технологии.
Подача транспортом непосредственно в конструкцию с уровня стоянки (рис. 7.12), со специальных бетоновозных мостков или эстакад (рис. 7.13).
Достоинства: простота (нет перегрузки, не требуется кранов); бетонная смесь любой подвижности с заполнителем любой крупности.
Недостатки: ограниченная область применения для конструкций на грунте (полы промышленных зданий, дороги, площадки); для конструкций большого объема (когда оправданы затраты на эстакады).
Подача бетонолитной бадьей с помощью крана (рис. 7.14).
Достоинства: смесь любых параметров; возможность дозирования подачи смеси; большое расстояние подачи: стреловыми кранами до 30 м (рис. 7.14, б), башенными кранами до 60 м (рис, 7.14, а); при любых объемах работ.
Недостатки: дополнительная перегрузка и дополнительное время до укладки; наличие «мертвых» зон (нельзя подать в окно, под перекрытие, в туннель и т. п.).
На объектах промышленных и гражданских сооружений в настоящее время основной способ подачи бетонной смеси на рабочее место (рис. 7.14).
Подача ленточными конвейерами. Используются стационарные или мобильные системы, снабженные рабочими стрелами длиной 10…20 м, по которым движется транспортерная лента с бетонной смесью (рис. 7.15).
Достоинства: смесь любых параметров; не требуется кран; высокая производительность (подача непрерывная).
Недостатки: угол подъема транспортерной стрелы не более 15°, иначе бетонная смесь «съезжает назад»; эффективна лишь при большом объеме работ.
Применяется при бетонировании конструкций нулевого цикла: фундаментов, стен подвала, полов, перекрытий и т. п.
Рис. 11.12. Схемы подачи смеси непосредственно в конструкции из транспорта: а – при бетонировании полов и автодорог; б – тоже, подбуток; б – то же, буронабивных свай; 1 – автосамосвал; 2 – автобетоновоз; 3 – автобетоносмеситель; 4 – вибратор; 5 – отбойный брус; 6 – опалубка; 7 – лоток; 8 – воронка; 9 – труба
Рис. 7.13. Подача смеси с бетоновозной эстакады:1 – пролетное строение эстакады; 2 – опоры; 3 – распорки; 4 – пандус; 5 – автосамосвал; 6 – опалубка
Рис. 7.14. Подача смеси бадьей с помощью кранов: а – башенным краном; б – стреловым краном; 1 – бадья: 2 – затвор; 3 –опалубка; 4 – растяжки; 5 – кран; 6 – звеньевой хобот; 7 – автобетоновоз
Подача бетононасосами. Бетонная смесь подвижностью ОК – 8…16 см подается по стальным трубам диаметром 100…200 мм непосредственно в конструкцию. Расстояние подачи – до 150 м, высота – до 40 м. Комплекс включает: приемный бункер; бетононасос, подающий трубопровод; стрелу-манипулятор, на которой расположен рабочий трубопровод. Обычно все оборудование смонтировано на автомобиле (рис. 7.16). При возведении высоких сооружений используется раздельная стационарная техника: приемный бункер и бетононасос располагаются на земле; стрела-манипулятор устанавливается на рабочем горизонте и переставляется вверх по мере наращивания сооружения. Стрела имеет автономный привод. Бетонная смесь подается по вертикальной магистральной трубе, которая наращивается по мере возведения сооружения.
Рис. 7.15. Подача смеси ленточными конвейерами (бетоноукладчиками): 1 – самосвал; 2 – приемный бункер; 3 – бетоноукладчик; 4 – конвейер (транспортная стрела); 5 – опалубка фундамента
Рис. 7,16. Подача смеси бетононасосом (передвижным): 1 – автобетоносмеситель: 2 – приемный бункер бетононасоса; 3 –бетононасос; 4 – шарнирно-сочлиненная стрела; 5 – гибкий шланг; 6 – базовый автомобиль
Достоинства: высокая производительность, непрерывность, не требуется кранов, отсутствие «мертвых зон» (подача в любую точку).
Недостатки: ограничения по параметрам смеси: ОК – 8...16 см; крупность щебня менее 40 мм; большие затраты на промывку трубопроводов; четкая и непрерывная поставка бетонной смеси.
Применяется при больших объемах работ, стесненности площадки.
Укладка и уплотнение ведется горизонтальными слоями, толщина которых обусловлена типом и мощностью вибратора, который обеспечивает надежное уплотнение слоя. Следует отметить, что механизм уплотнения здесь иной, чем при уплотнении фунта. Вибратор передает колебания определенной частоты на бетонную смесь, в результате чего внутри ее выделяется свободная вода, смесь разжижается (плывет). Такая смесь полностью заполняет внутренний объем опалубки (включая углы, узкие участки и т.п.), а также из смеси удаляются воздух и избыточная вода (добавлялась для повышения подвижности), что делает будущий бетон более плотным и прочным.
В зависимости от вида конструкции применяются вибраторы разных типов, Для тонких (100…300 мм) горизонтальных конструкций: плит перекрытий, полов, дорог используются поверхностные вибраторы – виброплощадки и виброрейки (рис. 7.18). Для уплотнения бетонной смеси в фундаментах, колоннах, балках, толстых плитах используются глубинные вибраторы: для массивных малогабаритных конструкций с жесткой штангой (вибробулава) с диаметром рабочего органа 150…200 мм (рис, 7.17, а); для густоармированных конструкций используют вибраторы с гибким валом с диаметром вибронаконечника = 38, 57, 70, 90 мм (рис. 7.17, б). При бетонировании больших массивов для повышения производительности работ применяют пакеты вибраторов (2…4 шт.), подвешенные на крюк крана (рис. 7.19, б). При бетонировании стен толщиной до 600 мм возможно применять (с двух сторон) накладные вибраторы (рис. 7.19, а). Площадочные вибраторы перемещают горизонтально, глубинные внедряют последовательно в слой бетонной смеси. Уплотнение (вибрирование) ведется до появления на поверхности цементного молочка.
Бетонирование при отрицательных температурах
Основные принципы:
– бетон до замерзания должен набрать более 50 % проектной (расчетной) прочности.
– работы ведутся на подогретой бетонной смеси. Эта смесь в момент укладки в конструкцию должна иметь положительную температуру, обратную температуре воздуха. Это достигается подогревом воды, щебня и песка при приготовлении на заводе.
Применение химических добавок:
– хлористого натрия, хлористого кальция, поташа и др. Добавки вводятся в бетонную смесь при ее приготовлении. В зависимости от их количества получают заданный эффект:
– при 1…2 % от веса цемента – ускорение твердения бетона;
– при 3…5 % от веса цемента – понижение температуры замерзания на 5…10 С;
– при 10…15 % от веса цемента – полное исключение замерзания «холодный бетон», но здесь набор прочности 40…90 суток.