Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ существующих технологий и методов производства работ при строительстве высотных монолитных зданий в московской области 12
1.1. Особенности технологии возведения высотных монолитных жилых зданий в Московской области 12
1.2. Анализ территориальных строительных норм (ТСН) Московской области 18
1.3. Выводы по главе 1 23
ГЛАВА 2. Результаты исследовании процессов приготовления, перевозки и укладки бетонной смеси при строительстве монолитных зданрш в московской области 24
2.1. Исследование особенностей организации работы заводов по производству товарного бетона 24
2.2. Исследование процессов дозирования составляющих и приготовления бетонной смеси 31
2.3. Исследование эффективных методов перевозки бетонной смеси 36
2.4. Исследование особенностей подачи и распределения бетонной смеси при возведении монолитных зданий 42
2.5. Выводы по главе 2 53
ГЛАВА 3. Исследование технологичности конст рукций высотных монолитных жилых зданий 55
3.1. Задачи исследований 55
3.2. Оценка эффективности применения
и технологичности монолитных конструкций 56
3.3. Исследование особенностей усовершенствования технологичности монолитных железобетонных фундаментов 59
3.4. Исследование особенностей технологии устройства свайных фундаментов при возведении высотных монолитных зданий 61
3.5. Исследование особенностей возведения стен при монолитном домостроении 66
3.6. Исследование особенностей устройства монолитных колонн и перекрытий 69
3.7. Выводы по главе 3 72
ГЛАВА 4. Исследование эффективности применения опалубок и опалубочных систем при монолитном домостроении 73
4.1. Оценка современного уровня создания и использования опалубок и опалубочных систем 73
4.2. Результаты изучения опыта применения различных видов разборно-переставных опалубок 77
4.3. Натурные исследования эффективности применения модульной опалубки немецкой фирмы «DALLI» 82
4.4. Выводы по главе 4 96
ГЛАВА 5. Натурные исследования эффективности применяемых технологий при строительстве высотных монолитных жилых зданий 97
5.1. Натурные исследования эффективности применяемых технологий при строительстве 17-этажного монолитного жилого дома 97
5.2. Натурные исследования эффективности применяемых технологий при возведении комплекса из 3-х 17-22-этажных жилых домов 113
5.3. Натурные исследования при возведении комплекса жилого дома, магазинов и автостоянок 131
5.4. Исследование новых технологий при возведении 17-этажного монолитного жилого здания 146
5.5. Выводы по главе 5 160
ГЛАВА 6. Исследования особенностей возведения монолитных конструкций зданий в грунтовых и климатических условиях московской области 161
6.1. Опыт организации работ по бетонированию монолитных конструкций зданий в г.Химки Московской области в летний период 2002 г 161
6.2. Особенности зимнего бетонирования в условиях строительных площадок в г.Химки Московской области 165
6.3. Особенности возведения свайных фундаментов вблизи существующих зданий 180
6.4. Выводы по главе 6 184
Основные выводы 186
Список использованной литературы 188
- Анализ территориальных строительных норм (ТСН) Московской области
- Исследование процессов дозирования составляющих и приготовления бетонной смеси
- Исследование особенностей устройства монолитных колонн и перекрытий
- Натурные исследования эффективности применяемых технологий при возведении комплекса из 3-х 17-22-этажных жилых домов
Введение к работе
Территория Московской области составляет 46 тыс. кв. км. На террито-
* рии области проживает 6532,5 тыс. человек. Количество городов областного
подчинения составляет 56, а количество городов районного подчинения - 18.
В области имеется 111 поселков городского типа. Начиная с 1999 г. ежегодно
в Московской области вводится 3,0 млн. кв. м жилья.
В Московской области за год производится работ по договорам строи
тельного подряда собственными силами предприятий и организаций - 14-16
'* млн. руб. Сегодня в Московской области производством строительных мате-
риалов и конструкций занимается около 1000 предприятий, включая малый бизнес, в том числе 104 крупных и средних. К тому же сегодня ведется активная работа по переводу ряда московских производств (в первую очередь -железобетонных конструкций и изделий) на территорию области.
Стабильно работают акционерные общества ОАО «Воскресенский кир
пичный завод», «Коломенский завод ЖБИ», Ново-Иерусалимский кирпич
ный завод, Подольский ДСК, ОАО «Бикор», Тучковское межрайонное про-
* изводственное-строительное объединение «Рузский дом» и другие.
На таких домостроительных комбинатах, как Подольский, Воскресенский, «СЕДО» (г.Серпухов), «Рузский дом» (п.Тучково), «Домостроитель (г.Щелково) хорошо реализуется программа по перепрофилированию производства на выпуск деталей зданий по новым проектам, расширению номенклатуры продукции.
В Московской области имеется около 40 заводов ЖБИ и большое коли
чество бетонных узлов, которые выпускают бетон часто очень низкого каче-
(W ства, и до настоящего времени эти заводы оснащены старым оборудованием,
при котором трудно или иногда невозможно обеспечить качество бетона.
Однако в связи с тем, что в течение долгого времени производилось малоэтажное промышленное и гражданское строительство, качество бетона не
оказывало существенного влияния на эксплуатационную пригодность построенных зданий.
Как показывает опыт строительства монолитных жилых зданий последних лет, повысилась культура строительства, проводятся научные исследования по новым конструктивным решениям зданий, появилась более мощная строительная техника.
После решения правительства Московской области о строительстве в городах Московской области многоэтажных (высотных) зданий, оказалось практически невозможным использовать разработанные технологии производства бетонных работ, которые успешно применяются в Москве, Санкт-Петербурге и в других крупных городах России.
В связи с этим возникла необходимость провести тщательные исследования всех технологических разделов от производства бетонной смеси на больших заводах ЖБК и ЖБИ до перевозки (для Московской области характерны перевозки готовой бетонной смеси на значительно большие расстояния, чем для г.Москвы. Кроме того, иногда используются заводы, расположенные во Владимирской, Ярославской и в других областях, примыкающих к Московской области). Необходимо было также исследовать процессы укладки и выдерживания бетонной смеси при строительстве монолитных многоэтажных зданий.
Следует отметить, что ранее существовавшие общегосударственные организации, типа Мособлстрой, в течение многих лет уделяли все свое внимание развитию панельного и блочного строительства. Возникшие и организованные после 1991 г. новые строительные организации (фирмы) часто имеют малую техническую вооруженность, отсутствуют связи между фирмами, отсутствует единая база строительных машин и механизмов для Московской области.
Следует отметить, что в последние несколько лет созданное в Московской области Министерство строительства старается упорядочить и контро-
лировать качество проектно-строительных работ в Московской области. Однако до настоящего времени несомненно уровень производства строитель-
ных работ был гораздо ниже, чем в Москве и других городах.
л До настоящего времени нерешенными остаются вопросы, связанные с
созданием эффективных технологий строительного производства и учитывающие природно-климатические условия регионов, снижение себестоимости строительства на основе применения эффективных строительных машин и оборудования, новых видов строительных материалов и эффективных видов опалубочных систем.
Именно поэтому данная диссертационная работа посвящена вопросам разработки технологии возведения монолитных многоэтажных зданий в Московской области с учетом ее климатических и грунтовых условий, с учетом имеющихся в области заводов ЖБИ и ЖБК, а также возможностей организации перевозок бетонной смеси, укладки бетона в монолитные конструкции. Кроме того, рассматривалась возможность применения наиболее эффективных видов опалубки и технологии опалубочных работ, а также особенности ускорения твердения и повышения качества бетона в холодный зимний пе-риод и в летний часто очень жаркий период производства строительных работ.
На основе результатов натурных наблюдений, проведенных при строительстве многоэтажных кирпичных, сборных крупнопанельных, крупноблочных и монолитных жилых зданий в г.Москве и Московской области, а также на основе зарубежного и отечественного опыта проектирования и строительства зданий различных конструктивных схем выбрано комплексное исследование эффективных методов строительного производства при возве-дении монолитных многоэтажных жилых зданий в условиях Московской области.
Целью исследований является решение проблемы интенсификации производства бетонных работ, комплексной механизации производства работ, повышение качества жилых зданий из монолитного железобетона.
Для достижения поставленной цели потребовалось выполнить комплекс исследований и решить следующие основные задачи:
проанализировать современное техническое состояние технологии бетонных работ;
разработать технологию приготовления бетонных смесей с учетом нормативных требований и механизации комплекса бетонных работ;
установить технологические параметры, действующие в едином комплексе производства опалубочных, арматурных и бетонных работ, в том числе в условиях отрицательных температур наружного воздуха;
. - разработать методику выбора технологических комплектов средств механизации бетонных работ;
разработать методику оценки технологических схем возведения жилых зданий из монолитного железобетона;
выполнить проверку результатов исследований в производственных условиях и определить их эффективность.
Для решения поставленных задач было необходимо провести натурные наблюдения при строительстве многоэтажных монолитных жилых зданий и на различных бетонных завода.;
По результатам проведенных исследований предполагалось разработать рекомендации по производству работ при строительстве многоэтажных монолитных зданий с учетом свойств применяемого бетона, сезонности работ и применяемого оборудования.
Научная новизна заключается в системном подходе и комплексном решении теоретических и практических задач в совокупности влияющих на повышение эффективности и интенсификации производства работ при возведении жилых зданий из монолитного железобетона.
Практическое значение диссертационной работы заключается:
в разработке современной технологии возведения высотных монолитных зданий в короткие сроки и с минимальными затратами средств и труда;
в экспериментальном установлении эффективных методов устройства конструкций монолитных зданий с применением крупнощитовой опалубки немецкой фирмы "DALLI" и определением пределов эффективного применения такой опалубки;
в разработке предложений по непрерывному контролю за качеством работ при производстве бетонной смеси, доставки, укладки в конструкции возводимых зданий;
в разработке необходимых мероприятий по повышению характеристик бетона до проектных значений за счет дополнительных мероприятий в зимний и жаркий периоды при строительстве монолитных многоэтажных жилых зданий.
в разработке технологии транспортировки бетонной смеси на современных автобетоносмесителях на объекты с учетом длительности ее доставки при обеспечении непрерывности технологии бетонирования конструкций возводимых зданий.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на научных конференциях в МГСУ, ГАСИС и во многих других научных учреждениях в 1999-2003 гг.
Внедрение работы. Основные результаты научных исследований внедрены при разработке проектов и строительстве более двадцати 17-22-этажных монолитных жилых зданий в Московской области, в т.ч. в г.Химки.
Публикации. Основное содержание выполненных научных исследований по диссертационной работе изложено в 10 работах автора, в том числе в 2-х учебных пособиях и 8-ми научных статьях.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованной литературы, имеющей 126 наименований.
Общий объем диссертации 198 страниц, в т.ч. 157 страниц машинописного текста, 43 рисунка и 18 таблиц.
На защиту выносятся следующие положения диссертации:
Современные эффективные технологии возведения многоэтажных монолитных зданий в Московской области.
Организация контроля качества строительства от приготовления бетонной смеси до готовых к эксплуатации конструкций.
Выбор целесообразных методов арматурных, опалубочных и бетонных работ при возведении монолитных зданий в любую погоду.
Автор выражает благодарность научному руководителю Лауреату Государственной премии СССР, Заслуженному строителю России, доктору технических наук, профессору М.Ю.Абелеву, сотрудникам кафедры ИНТ ГА-СИС, научным сотрудникам лаборатории НИИЖБ под руководством д.т.н., профессора А.С.Залесова, проектной организации «АБВ» за помощь и поддержку в период работы над диссертацией.
Особую благодарность выражаю моим сыновьям Вадиму и Денису Щерба, которые принимали активное участие в исследованиях, проведенных в процессе выполнения диссертационной работы.
Анализ территориальных строительных норм (ТСН) Московской области
Проблема организации производства бетонных работ на любой строительной площадке должна быть комплексно проработана на стадии предварительной подготовки производства с обеспечением взаимной увязки всех основных технологических процессов и применяемого для их выполнения строительных машин, механизмов и оборудования. Должны быть согласованы поставщики материалов, обеспечены средства их доставки и методы хранения (при необходимости включая буферные склады), выбрано оборудование для приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси, а также для ухода за бетоном в процессе твердения. Принятые средства механизации должны по возможности максимально соответствовать друг другу по производительности и другим сопрягаемым техническим параметрам. Однако в конкретных условиях при организации бетонного хозяйства и бетонных работ огромная роль принадлежит руководителям строек.
Необходимым этапом подготовительного периода является организация строительной лаборатории объекта либо подключение для выполнения ее функций уже существующих служб. Участие авторитетной строительной лаборатории на стадии разработки основных технологических решений предотвращает ошибки, исправление которых в процессе производства может оказаться чрезвычайно сложным.
Основой для кардинального сокращения трудоемкости при производстве бетонных работ, повышения их темпов и качества является внедрение комплексно-механизированной технологии, оснащение высокопроизводительной и в том числе специализированной техникой, повышение коэффициента использования машин и оборудования, а также повышение квалификации кадров.
Сегодня к застройке наших городов предъявляются уже совсем другие -качественные — требования, и в этой связи наряду со сборным домостроением из неизменяемых конструктивных элементов (панелей, блоков, колонн, ригелей, плит перекрытий), приведшим к серости и однообразию новых городов начинается внедрение монолитного железобетона, возводимого непосредственно на стройплощадке в индустриальных, многократно оборачиваемых опалубках. Такой метод дает возможность проще и дешевле, чем при сборном домостроении, создавать разнообразные, выразительные по планировке и архитектуре здания и сооружения города.
На первом этапе развития методом монолитного домостроения решалась задача повышения архитектурной выразительности массовой типовой за стройки, поэтому его, прежде всего, использовали при возведении много этажных зданий, служащих в застройке композиционными акцентами. Однако накопленный в последнее время опыт монолитного домостроения выявил технико-экономические преимущества этого метода строительства по сравнению с кирпичным, крупноблочным и даже крупнопанельным: расход стали на монолитные конструкции многоэтажных зданий сни жается на 7-25% по сравнению с крупнопанельными, причем экономия уве личивается по мере повышения этажности и сейсмической активности; в 1-2 этажных зданиях расход стали снижается в 2-2,5 раза; энергетические затраты на изготовление и возведение монолитных конструкций сокращаются на 25-35% по сравнению с крупнопанельными и кирпичными; суммарные трудовые затраты на строительство монолитных зданий (завод плюс стройплощадка) меньше, чем для кирпичного строительства, в среднем на 25-30%, а сроки строительства - на 10-25%; по сравнению же с крупнопанельными зданиями сроки строительства на 20% больше, а трудо . Л емкость на стройплощадке - на 25-30% (при близких показателях суммарных затрат труда); длительность инвестиционного цикла (от капиталовложений до эксплуатации зданий) меньше, чем при других способах строительства. Все эти преимущества способствуют развитию монолитного домостроения как массового индустриального метода строительства в городах, особенно в сейсмических районах страны, а также там, где нет развитой базы сборного железобетона. В настоящее время в мировой практике строительства ситуация «соревнования» между зданиями и сооружениями из сборного и монолитного бетона складывается в пользу монолитного. При монолитном домостроении масса дополнительных возможностей, например, планировка этажа под необходимое количество квартир, при этом комнаты в них могут быть разной площади и формы. Другое достоинство -возможность запроектировать разноуровневые квартиры. Фасад каждого до-ма оформляется индивидуально. Это могут быть монолитные оштукатуренные стены с утеплителем, как, например, дома в Москве, построенные компанией "Дон-Строй" в Щукине, или 39-этажная высотка на Давыдковской улице (инвестор корпорация "Конти"), монолитные с кирпичной облицовкой стен, как жилой комплекс на Ельнинской улице (ЗАО "Кунцево-Инвест"), комплекс "Кунцево" на Можайском шоссе (ЗАО "Тема"), или многослойные навесные панели, в том числе и с кирпичной отделкой. Такая технология применена ЗАО НИН "Тема" в доме на улице Академика Скрябина. Наиболее прогрессивная технология заполнения наружных стен — кирпич с утеплителем, причем главный элемент в этой конструкции именно утеплитель (например, блоки из ячеистого бетона), который несет в себе основную функцию по теплоизоляции. Примером могут служить дом на Озерковской набережной (ОАО Финансовая группа "Новый мир") или монолитные 17-этажные жилые дома, построенные в г. Химки ЗАО «Химкинское СМУ МОИС-1».
Достигнутые успехи в развитии технологии монолитного бетона связаны с работами многих известных отечественных ученых и инженеров: Л.И.Абрамова, К.В.Алексеева, А.А.Афанасьева, И.Н.Ахвердова, Ю.М.Баженова, Я.Р.Бессера, М.В.Вавилова, Г.Л.Гершановича, О.А.Гершберга, С.С.Гордона, В.В.Горохова, Ю.Г.Граника, А.Е.Десова, В.А.Дорфа, Н.А.Зин-ченко, Б.М.Красновского, Б.А.Крылова, Е.Н.Малинского. В.М.Медведева, С.А.Миронова, Е.П.Миклашевского, А.Д.Осипова, Г.Д.Петрова, В.Н.Пунагина, О.А.Савинова, В.Н.Сизова, Б.Г.Скрамтаева, И.Г.Совалова, В.Б.Судакова, Р.С.Тиллеса, В.Д.Топчия, Ю.Г.Хаютина, С.В.Шестоперова, В.П.Шкарина и многих других.
Разработчиками технологии возведения различных гражданских зданий, в том числе высотных монолитных, и методов обеспечения взрыво- и пожаробезопасное зданий являются следующие ученые: Абелев М.Ю., Атаев С.С., Шрейбер А.К., Шрейбер К.А., Кудояров Л.И., Прыкин Б.В., Вильман Ю.А., Олейник П.П., Гусаков А.А., Корольченко А.Я., Ройтман В.М., Мишу-ев А.В., Молчадский И.С., Цай Т.Н., Грабовый П.Г., Большаков В.А., Залесов А.С., Булгаков С.Н., Ширшиков Б.Ф. и др.
Исследование процессов дозирования составляющих и приготовления бетонной смеси
За период 1990-1998 годов производство цемента упало с 84517,4 тыс. т до 26021,8 тыс. т, т.е. в 3,2 раза.
За последние 4 года производство цемента в России имеет постоянный рост и в 2002 году его выпуск составил 37,7 млн. т.
Производственная мощность действующих цементных предприятий из-за изношенности печного и помольного оборудования снизилась с 89,1 млн. т на конец 1989 года до 71,9 млн. т на начало 2002 года. Растут себестоимость и отпускная цена цемента, рентабельность производства составляет в среднем 10,1 процента, что явно недостаточно для накопления средств, необходимых для обновления технологии и внедрения нового современного оборудования. К настоящему времени в производстве цемента России преобладает энергоемкий «мокрый» способ производства. Его доля в выпуске цементного клинкера равна 87 процентам, а в производстве цемента - 85,6 процента. Для сравнения: в цементной промышленности США доля этого способа производства - около 40 процентов. Как указано в решениях Госстроя РФ одним из важных инструментов повышения качества цемента и его конкурентоспособности является стандартизация и сертификация продукции. В связи с этим решено выполнить разработку и внедрение основополагающего российского стандарта на цемент - нового ГОСТ 10178, гармонизированного в части технических требований к цементам общестроительного назначения с европейским стандартом EN 197-1. Цемент является весьма специфичным и сложным для транспортно-складских операций материалом, высокодисперсным (2800-3000 см /г) минеральным порошком, обладая в свежем состоянии высокой текучестью и быстро самоуплотняется (слеживается). При слеживании цемента его насыпная плотность возрастает с 1,0-1,2 т/м до 1,6-1,7 т/м , а угол естественного откоса с 10-15 до 70 и более. Высокая гигроскопичность цемента определяет жесткие требования по изоляции его хранилищ и трактов перегрузки от наружного воздуха и, в особенности, от попадания атмосферных осадков и грунтовых вод. Однако и при сухом хранении цементы быстро теряют свою активность (до 5-15% в месяц). На многих заводах использование такого цемента являлось причиной поставки бетона низкой прочности. В настоящее время при производстве бетонной смеси для эффективного регулирования технологических характеристик бетонной смеси и физико-механических свойств затвердевшего бетона применяется большое количество химических добавок. В процессе исследований был изучен весь комплекс добавок к бетонам, применяемый на заводах товарного бетона. В мире производитсяa сотни различных видов добавок к бетонам. В самом общем виде добавки к бетонам разделяют на два типа: минеральные и химические, и химические. Среди химических добавок выделяют следующие: замедлители схватывания, ускорители схватывания, воздухововлекаю-щие, регуляторы потребления воды, водоудерживающие и суперпластификаторы. Отдельную группу составляют добавки, призванные противодействовать растрескиванию бетона на разных этапах его твердения; ингибиторы коррозии, ингибиторы реакции щелочей с кремневым ангидридом; добавки красящие (пигменты) и антиморозные. Минеральные добавки призваны снизить затраты на строительство, уменьшить водопроницаемость бетонов, повысить их прочность и влиять на другие качественные и функциональные характеристики бетонов. Приведенная выше примерная классификация добавок является условной и не характеризует в полной мере всех основных свойств перечисленных добавок. При исследованиях принимались во внимание следующие их характеристики: минералогический состав, химический состав, способ воздействия на качественные и функциональные характеристики бетона, длительность действия. При строительстве в Московской области чаще всего используют суперпластификатор С-3. Он является разработкой специалистов НИИЖБа и представляет собой смесь нейтрализованных едким натром полимерных соединений разной относительной молекулярной массы, получаемых при конденсации сульфокислот нафталина с формальдегидом и технических лингосуль-фонатов. Является аналогом зарубежных суперпластификаторов типа «Май-ти 100» (Япония). При исследованиях устанавливались изменения технологических и прочностных характеристик бетона при применении суперпластификатора С-3 в количестве 0,2-0,7% от массы цемента. Применение суперпластификатора С-3 позволило достичь следующих результатов: увеличение текучести бетонных смесей в 6-7 раз, что позволяет бетонировать густоармированные конструкции; снижение водопотребности бетонной смеси на 15%; повышение прочности (на 110-15 МПа), плотности и однородности бетона, улучшение его структуры; увеличение сцепления нового бетона со старым; получение гладкой высококачественной лицевой поверхности изделий различной формы; снижение трудозатрат при укладке бетона. Как показал анализ опыта предприятий и заводов-поставщиков товарного бетона на объекты многоэтажного монолитного домостроения, почти повсеместно имеются отклонения от установленных норм и требований технологий. Это в свою очередь вызывает повышение требований по непрерывному контролю качества поставляемого на объекты товарного бетона.
Исследование особенностей устройства монолитных колонн и перекрытий
Применение ленточных конвейеров при бетонировании массивных конструкций обеспечивает большую по сравнению с кранами производительность при меньших трудозатратах.
Много исследований выполнено по совершенствованию трубопроводного транспортирования бетонной смеси. Подача бетонной смеси по трубопроводам осуществляется пневматически либо бетононасосами.
К бетонной смеси для пневмотранспорта не предъявляется особо жестких требований по составу. Основные ограничения - по крупности заполнителя, определяемые диаметром бетонопровода, и по подвижности. Крупность заполнителя не должна превышать 0,3-0,35 диаметра бетонопровода. Подвижность смеси должна быть не менее 10-14 см по стандартному конусу. При меньшей подвижности возможен прорыв сжатого воздуха в бетонопровод через смесь. Пневмонагнетатели со встроенным в корпус шнеком обеспечивают перекачку смеси с осадкой конуса до 4 см. Опыт работы с пнев-мотранспортными установками показал, что дальность транспортирования бетонной смеси, как правило, не превышает 150-200 м.
Несмотря на простоту и невысокую стоимость пневмонагнетателей, они не получили широкого распространения на стройках из-за цикличности работы, необходимости компрессорной установки и мощного ресивера и т.д.
В России, начиная с 1950 г., был выпущен ряд моделей бетононасосов с электромеханическим приводом производительностью от 5 до 40 м3/ч. Лишь на единичных строительствах удалось организовать эффективное использование бетононасосов. Причинами непопулярности бетононасосного транспорта явились малая механическая надежность бетононасосов, необходимость высококвалифицированного персонала для их обслуживания и т.д.
Результаты исследований [14, 24, 53, 54, 62, 65] достоверно свидетельствуют о структурном режиме движения бетонной смеси в трубопроводе. Этот режим характерен наличием пристенного слоя из цементного теста и мелких фракций песка, по которому происходит скольжение развитого ядра потока.
В бетононасосах, где поршень приводится от кривошипно-шатунного механизма, скорость его движения меняется синусоидально с мертвыми точками в начале и в конце хода нагнетания. Соответственно изменению скоро-сти поршня меняется и давление в бетонопроводе. Движение бетонной смеси носит выраженный нестационарный характер. Возникающие при таком режиме потери давления на преодоление инерционных сопротивлений являются одной из существенных причин повышения необходимого общего давления, развиваемого бетононасосом. Проведенные С.Н.Алексеевым [106] расчеты показали, что при содержании вовлеченного в бетонную смесь воздуха 1-2% "инерционное давление" составляет около 30% общего максимального.
Для увеличения дальности транспортирования необходимо снизить сопротивление движению бетонной смеси за счет снижения максимальной скорости движения смеси в бетонопроводе и потерь на преодоление инерционных сопротивлений. При натурных исследованиях для выбора эффективного бетононасоса был изучен весь комплекс, предлагаемый на российском строительном рынке отечественных и импортных бетононасосов. Монолитное домостроение требует постоянной доставки свежеприго товленной бетонной смеси к месту ее непосредственной укладки. Это, в основном, осуществляется стационарными бетононасосами (СБН), устанавливаемыми на стройплощадках и подающими смесь через бетонораздатчики на значительные расстояния по длине и высоте. При этом доставка к СБН готовой или приготовляемой в пути следования бетонной смеси производится автобетоносмесителями от бетонных заводов. Стационарный прицепной бетононасос состоит из рамы, на которой установлен электрический или дизельный двигатель, обеспечивающий работу гидросистемы. Последняя включает в себя гидронасос с управляющими приборами и оборудованием, бак для жидкости, приборы управления и качающий узел. Он состоит из двух бетонотранспортных цилиндров, приводимых в действие соединенными с ними рабочими (дифференциальными) гидроцилиндрами, которые осуществляют синхронное перемещение во взаимно противоположных направлениях. В соответствии с этим, бетонная смесь забирается из приемного бункера одним бетонотранспортным цилиндром, а другим нагнетается в транспортный бетоновод. При этом перемещение поршней автоматически согласуется с работой бетонораспределительного устройства «плоского» или «юбочного» типа, поочередно открывающего окно в транспортный бетоновод из каждого цилиндра. Загрузочная воронка открыта в верхней части для приема бетонной смеси. Однако для предотвращения попадания в приемный бункер заполнителей, превышающих заданную крупность, сверху установлена классификационная решетка. В нижней части бункера расположен лопастной или с ленточной фрезой побудитель, направляющий бетонную смесь к месту всасывания бетонотранспортными цилиндрами. Промывка бетонотранспортных цилиндров осуществляется водой, подающейся под давлением (от компрессора) из специального резервуара. Все составные части бетононасоса, в том числе и пульт управления, закрыты кожухом с откидывающимися боковинами. Следует отметить, что гидравлический привод обеспечивает постоянное . и равномерное перемещение бетонной смеси и бетоноводе, а также плавное регулирование рабочего давления и производительности СБН в диапазоне практически от 0 до 150 м /ч. Основным поставщиком стационарных бетононасосов в России является ОАО «Туймазинский завод автобетоновозов» (ОАО «ТЗА»). Он изготавливает одну модель СБН в различных исполнениях. К ним относятся прицепной на одноосном пневмоколесном шасси и стационарный СБН на металлических опорах-салазках (С-207-1), перемещаемый в кузове любого бортового автомобиля. Помимо этого, потребителям предлагаются на выбор бетононасосы с электрическим или дизельным двигателем. Эти насосы позволяют подавать бетонные смеси с крупностью зерен до 40 мм по бетоноводу на высоту до 30 м и по горизонтали до 300 м, обеспечивая бесступенчатое регулирование производительности от 5 до 20 м3/ч и работу в умеренном климате при температуре в пределах от -5 до +40С. Эти насосы используются для небольших объемов работ.
Натурные исследования эффективности применяемых технологий при возведении комплекса из 3-х 17-22-этажных жилых домов
В настоящее время при монолитном домостроении в зависимости от инженерно-геологических условий площадок строительства, а иногда и от конструктивных особенностей возводимых и технического состояния близ расположенных зданий в определенном объеме применяют свайные фунда менты. При этом могут быть устроены как свайные, так и различные виды набивных и буровых свай. В основном это фундаменты из забивных свай, хо тя в ряде случаев применение набивных и буронабивных свай дает наиболь -j ший эффект. В процессе работы над диссертацией совместно с научно-исследовательскими и проектными институтами нами были проведены исследования эффективных методов устройства фундаментов зданий в сложных грунтовых условиях, когда прочные грунты находятся на глубине 7-12 м от поверхности земли. Для пяти 17-этажных монолитных высотных зданий были приняты свайные фундаменты. Под одно здание было забито до 300-360 сборных железобетонных свай длиной до 12 м.
При этом по сравнению с традиционными ленточными и столбчатыми фундаментами на естественном основании было достигнуто уменьшение объема земляных работ на 70-75%, расхода бетона на 25-30%, снижение трудоемкости работ по возведению подземной части сооружений в 1,5-2 раза, сокращение сроков строительства для разных зданий от 1 до 3,5 месяца.
Но, как показывают исследования и опыт строительства монолитных многоэтажных жилых зданий вышеуказанные показатели могут быть достигнуты только при проектировании свайных фундаментов на основе результатов инженерно-геодезических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических изысканий строительной площадки, а также на основе данных, характеризующих конструктивные особенности строящихся зданий, условия их эксплуатации, нагрузки, действующие на фундаменты, с учетом местных условий строительства.
При этом могут быть применены различные виды и методы устройства свайных фундаментов. В настоящее время при строительстве монолитных высотных зданий на территории Московской области в основном используются следующие виды свай: забивные железобетонные; набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины; буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью.
При строительстве высотных монолитных зданий (г.Химки, г.Реутов, г.Подольск, г.Коломна, г.Дзержинск, г.Дубна и т.д.) на насыпных грунтах, на грунтах с включениями твердых геологических пород, особенно в городских условиях, когда исключается применение забивных свайных фундаментов, а также для обеспечения сохранности близрасположенных зданий при вибрации были применены набивные и буровые сваи. На многочисленных объектах при устройстве свайных фундаментов на каждой строительной площадке проводятся натурные испытания свай статическими и динамическими нагрузками. Были случаи установления низкой несущей способности свай и проекты возвращались на доработку (например, 17-этажный монолитный жилой дом по Юбилейному проспекту в г.Химки).
При устройстве свайных фундаментов сваи погружают в грунт ударами, вибрацией, вдавливанием и комбинацией этих способов. При этом на строящихся объектах Московской области наиболее распространенным является ударный метод погружения свай. По этому методу для погружения свай используются различные молоты — механические, паровоздушные и дизель-молоты, которые монтируются на копрах или мобильных копровых установках. В некоторых случаях для погружения свай применялся вибрационный метод. При использовании вибрационного метода свая погружается с помощью вибрационных машин, динамическое воздействие от которых позволяет преодолевать сопротивление грунта по боковой поверхности и под острием сваи. Как показывает опыт, устройства свайных фундаментов вибрационный метод наиболее эффективен при погружении свай в несвязные грунты. Для погружения свай в маловлажные плотные пылевато-глинистые грунты необходимо устраивать лидирующие скважины. Более универсальным является виброударный метод погружения свай вибромолотами, которые по виду привода разделяются на электрические, пневматические, гидравлические и вибромолоты с двигателями внутреннего сгорания. Для уменьшения влияния вибраций при забивке свай для погружения используется метод вдавливания. Статическое вдавливание свай осуществляется путем передачи на сваю повышенной массы, а при вибрационном вдавливании одновременно с действием вибрации. Для погружения свай методом статического вдавливания используют установки, состоящие из двух тракторов, направляющей рамы и опорной плиты. Технология вдавливания свай заключается в следующем. Трактор с мачтой устанавливают над местом погружения свай и с помощью лебедки на поверхность земли опускают опорную плиту, на которую затем устанавливают пригрузочный трактор. Предварительно лебедкой сваю помещают в проем мачты трактора, находящегося на грунте. Усилия от лебедки передают на наголовник и он начинает перемещаться по направляющим, вдавливая сваю в грунт. Эта установка развивает вдавливающее усилие до 350 кН и может погрузить за смену 10-15 свай длиной до 6 м. Точность погружения свай обеспечивается устройством лидирующих скважин. Недостатками этого метода являются низкая производительность, громоздкость оборудования, что снижает маневренность, и небольшая глубина погружения свай. Самым эффективным является вдавливание свай с помощью вибровдав-ливающих установок, когда свая погружается от комбинированных воздействий вибрации и статической нагрузки. Как показывает опыт строительства для достижения эффективности работ при разработке ППР должны учитываться следующие требования, обеспечивающие повышение производительности труда: места складирования свай должны располагаться ближе к путям движения копров, чтобы захват и подъем сваи можно было выполнять с копров; перемещение копров должно быть по возможности прямолинейным с минимальным числом поворотов и минимальными холостыми проходами; по возможности транспортные средства внутри стройплощадки должны двигаться по кольцевой схеме.
