Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 14
-
Основные материалы, используемые для ремонта бетонных и железобетонных изделий и конструкций 14
-
Традиционные производственно-научные оценки технологий для ремонтно-восстановительных работ 23
1.3. Цель и постановка задач исследования 39
Глава 2. ДИАГНОСТИКА ДЕФЕКТОВ И ВИДЫ
РЕМОНТА КОНСТРУКЦИЙ 44
-
Основные виды дефектов бетона и причины их образования 44
-
Технологическая классификация дефектов бетона 58
-
Обследование конструкций 62
-
Ремонт железобетонных изделий и конструкций в предэксплуатационный период 65
-
Ремонт эксплуатируемых конструкций 67
-
Особенности проведения ремонтных работ при реконструкции зданий, сооружений и действующих предприятий 68
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-
МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ ДЛЯ
РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ 73
3.1. Мелкозернистый бетон - наиболее рациональный
бетон для ремонта и восстановления конструкций 73
3.2. Возможности широкого регулирования свойств в соответ
ствии с требованиями ремонта и восстановления конструкций 76
-
Исследования стойкости мелкозернистых бетонов 79
-
Структурообразование мелкозернистого бетона 89
-
Обеспечение сцепления старого бетона с новым, омоноличивание контактной зоны 99
лава 4. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РЕМОНТНО-
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ 117
-
Безусадочные и расширяющиеся бетоны 117
-
Пропитанные бетоны 128
-
Мелкозернистый бетон с дисперсным армированием 141 4.4.Мелкозернистый шлакозолобетон 151
лава 5. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ
РАБОТ 158
5.1. Применение системного подхода к исследованию
процессов при производстве ремонтно-
восстановительных работ 158
5.2. Обоснование применения методики системно-
структурного анализа к исследованию процессов
монтажа и демонтажа при производстве ремонтно-
с 1Т
-
Структура подсистем демонтажа конструкций при производстве ремонтно-восстановительных работ 172
-
Оптимизация подсистемы «монтажник-площадка-технология-среда» (МПТС) 184
5.4.1 .Логико-вероятностная модель «дерево-отказов» 184
5.4.2.Количественная оценка модели «дерево-
отказов» 190
Глава 6. МЕТОДИКА ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА
РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ
РАБОТ С УЧЕТОМ УРОВНЕЙ
НАДЕЖНОСТИ И СТЕСНЕННОСТИ 198
6.1. Выбор рациональных технологий производства
ремонтно-восстановительных работ с учетом уровня
надежности и безопасности 198
6.2. Количественная оценка стесненности 204
6.2.1 .Основы количественной оценки стесненности 204
6.2.2.Количественная оценка стесненности проектных
решений 209
6.2.3.Количественная оценка стесненности организаци
онно-технологических решений 215
6.2.4.Обобщенная математическая модель
стесненности 222
6.3. Повышение надежности и безопасности технологий
производства ремонтно-восстановительных работ в
стесненных условиях 228
6.3.1. Устройство для производства ремонтно-восстановитель
ных работ - 228
6.3.2. Усовершенствованная конструкция монтажной мачты 235
6.3.3.Устройство для монтажа и демонтажа строительных
конструкций 245
6.3АСпособ монтажа и демонтажа строительных конструкций 249
6.3.5.Устройство для поворота конструкций
относительно опорного шарнира 253
Глава 7.ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЗДАНИЙ И
СООРУЖЕНИЙ Г.ГРОЗНОГО 257
7.1. Техническое обследование и оценка степени
повреждения зданий и сооружений 257
7.2.Методологические основы организации восстановительных
работ 268
7.3.Организационно-технологические методы производства
восстановительных работ 277
7.4.Концепция восстановления зданий и сооружений г.Грозного
Глава 8. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОГО
ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТОК 293
8.1. Руководящий технический материал 293
8.2. Внедрение научно-технических и технологических
решений при производстве сборного железобетона 294
8.3.Внедрение технических устройств при производстве
ремонтно восстановительных работ 301
-
Внедрение материалов при производстве ремонтно-восстановительных работ 306
-
Расчет экономического эффекта 309
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 314
ЛИТЕРАТУРА 318
ПРИЛОЖЕНИЯ 340
Введение к работе
Большая часть средств в процессе ремонтно-восстановительных работ расходуется на монтаж (демонтаж), устранение дефектов, ремонт и усиление строительных конструкций. Затраты на этот вид восстановительных работ с каждым годом будут возрастать.
Дефекты в строительных конструкциях, в т.ч. бетонных и железобетонных конструкциях, возникают на стадиях их изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации. Дефекты могут возникать также в результате воздействия стихийных факторов: землетрясений, наводнений, военных действий и т.д. Своевременное обнаружение и устранение этих дефектов в значительной степени повысят надежность и долговечность строительных конструкций, снизят расходы на проведение ремонта зданий и сооружений.
В последнее время особое внимание уделяется ремонту зданий и сооружений, выполненных в 40-60-е годы. Большой объем ремонтно-восстановительных работ (Приложение 10) запланирован в Программе восстановления экономики и социальной сферы Чеченской республики, принятой Правительством РФ в 2001 году. К числу первостепенных объектов, требующих восстановления, отнесены центры временного размещения населения (ЦБР), хлебовыпекающие предприятия, жилые дома, здания и сооружения, представляющие инфраструктуру жилья и другие объекты инженерного обеспечения. Решение обозначенной проблемы носит не только социально-экономический характер, но и политический.
Традиционные методы ремонта и усиления бетонных и железобетонных конструкций сводятся, в основном, к наращиванию новых слоев бетона, созданию стальных обойм, или полной замене конструкций, что, как правило, весьма трудоемко и дорого. Новые методы ремонта и усиления конструкций с применением мелкозернистых пропитанных бетонов, многокомпонентных бетонов, фибробетонов, шлакозолобетонов и безусадочных и расширяющихся бетонов более эффективны и способствуют повышению качества и производительности труда при производстве ремонтно-восстановительных работ.
Очевидно, что разработка и широкое применение эффективных и малотрудоемких методов ремонта строительных конструкций является задачей весьма важной и актуальной.
В структуре ремонтно-восстановительных работ организационно, технологически и технически неразрывную связь с материалами имеют технологии монтажа (демонтажа) конструкций и технических средств в стесненных условиях. Недостаточно разработать материал, необходимо также эффективное средство (способ) «доставки» материала, доступа к конструкции и т.д. В большинстве случаев на практике при ремонте и восстановлении конструкций сталкиваются с необходимостью монтажа или демонтажа различных конструкций и средств доступа к конструкциям для оптимального производства работ в стесненных условиях Из-за отсутствия приемлемых способов и средств строители-ремонтники применяют недостаточно эффективные инженерные
Практика показывает, что наиболее сложными в структуре ремонтно-восстановительных работ являются применяемые в стесненных условиях способы монтажа и демонтажа конструкций.
Вопросу совершенствования существующих способов и средств монтажа конструкций в условиях нового строительства посвящены многие работы.
В то же время недостаточно уделяется внимание разработке методов и средств демонтажа и монтажа конструкций в стесненных условиях и оценке уровня их надежности и безопасности.
При выборе рациональных способов монтажа и демонтажа конструкций в настоящее время в качестве критерия оптимизации
8 применяют приведенные затраты, трудовые затраты и продолжительность работ. Уровень надежности и безопасности работ не учитывается из-за неэффективности существующих методик. Не учитывается также и уровень стесненности. Это приводит к большому социальному и материальному ущербу (свыше 30 млрд. руб. за последние 10-15 лет) в результате аварий и несчастных случаев.
Применяемые на практике для обеспечения доступа к конструкциям лестницы, подмости, леса, передвижные вышки, мостовые краны и другие средства в большинстве случаев, особенно в условиях стесненности, не позволяют с возможно близкого и удобного расстояния производить ремонтно-восстановительные работы.
Уровень надежности и безопасности перечисленных технических средств существенно снижается при использовании их в стесненных условиях.
В связи с изложенным, в диссертационной работе поставлена следующая цель: разработка составов мелкозернистого бетона для ремонта и восстановления бетонных и железобетонных конструкций, а также технологий восстановительных работ.
Работа выполнена в соответствии с комплексной государственной программой "Стройпрогресс - 2000".
На защиту выносятся следующие положения диссертационной работы: результаты теоретических и экспериментальных исследований физических и физико-механических свойств мелкозернистых бетонов для ремонтно-восстановительных работ; результаты теоретических и экснериментальных исследований стойкости и структурообразования мелкозернистого бетона; результаты теоретических и экспериментальных исследований механизма обеспечения связи старого бетона с новым и омоноличивания контактной зоны; - составы и технология безусадочных и расширяющихся мелкозернистых бетонов; и технология пропитанных бетонов; составы и технология мелкозернистого бетона с дисперсным армированием; составы и технология мелкозернистого шлакозолобетона; результаты системно-структурного анализа способов монтажа и демонтажа конструкций; результаты оптимизации подсистемы МПТС (монтажник -площадка - технология - среда): логико-вероятностная модель нежелательного события «падение конструкции при демонтаже», количественная оценка опережающих событий при демонтаже, применение математико-статистического метода парных сравнений при расчете «дерева отказов»; методика количественной оценки стесненности; методика количественной оценки уровня надежности (безопасности) способов монтажа и демонтажа конструкций; устройство для производства ремонтно-восстановительных работ; устройство для монтажа и демонтажа строительных конструкций и технических средств; способ монтажа и демонтажа строительных конструкций и технических средств; устройство для поворота конструкций и технических средств относительно опорного шарнира; методика оценки степени повреждений зданий и сооружений; методологические основы и принципы организации восстановительных работ; разработка концепции первоочередных восстановительных работ в г.Грозном.
Научная новизна работы состоит в следующем: -разработаны теоретические положения повышения эффективности ремонтно-восстановительных работ за счет использования новых методов ремонта и усиления конструкций с применением мелкозернистых пропитанных бетонов, фибробетонов, шлакозолобетонов и безусадочных и расширяющихся бетонов; -разработаны положения целенаправленного управления техническими, технологическими и эксплуатационными свойствами мелкозернистых бетонов для ремонта и восстановления конструкций с применением эффективных модификаторов; -разработаны теоретические положения повышения стойкости мелкозернистых бетонов; -установлены закономерности структурообразования мелкозернистых бетонов; -установлены закономерности сцепления старого бетона с новым и омоноличивания контактной зоны; -установлены многофакторные математические зависимости кинетики пропитки материалов; -установлен механизм разрушения слоистых систем, при механическом воздействии и действии окружающей среды; -выявлены и количественно оценены информационные, случайные и взаимозависимые связи и их разрывы; -разработана логико-вероятностная модель оценки уровня опасности демонтажа конструкций на основе применения метода «дерева отказов». -разработана методология количественной оценки стесненности площадки и получена зависимость стесненности от уровня безопасности; -разработана методология количественной оценки уровня безопасности способов монтажа и демонтажа конструкций на основе системного подхода. -разработана методология оценки степени повреждений и состояния зданий и сооружений. -разработаны методологические основы организации восстановительных работ и организационно-технологические модели производства работ. -разработана концепция восстановления зданий и сооружений г.Грозного.
Практическая ценность работы: предложено производить ремонт и восстановление конструкций с применением мелкозернистых безусадочных и расширяющихся бетонов, пропитанных бетонов, бетонов с дисперсным армированием и шлакозолобетонов; предложено производить строительные, ремонтно-восстановительные и спецмонтажные работы с использованием новых устройств и механизмов; на стадии разработки ПОС и ППР можно определять значения уровней надежности и безопасности способов и средств монтажа и выбирать наиболее рациональные из них; можно определить значение уровня стесненности площадок производства ремонтно-восстановительных работ, а также повысить надежность и безопасность способов монтажа и демонтажа конструкций посредством применения разработанных технических устройств для монтажа и демонтажа конструкций и средств доступа к ремонтируемым конструкциям в стесненных условиях. можно оценить степень повреждения зданий и сооружений; можно определить оптимальные схемы и режимы технологии и организации восстановительных работ; - предложены концептуальные положения восстановления г.Грозного.
По результатам исследования разработан руководящий технический материал «Методика оценки уровня надежности и безопасности способов монтажа и демонтажа конструкций» (РТМ 07794-99) и получено 4 авторских свидетельства.
Разработанные составы, технологии и технические средства нашли применение при реконструкции и техническом перевооружении Аргунского завода крупнопанельного домостроения, при строительстве, ремонте и реконструкции Грозненского хлебозавода №6, ОО0 «Комплекс» (г. Грозный) 000 «Восход - 4т» (г. Аргун) и Грозненском нефтеперерабатывающем заводе им.А.Шерипова.
Результаты диссертационной работы внедрены и используются в АО «Мособлстрой», Межрегиональном информационно-аналитическом центре «Стройанализ» (г. Москва), Центре инновационных технологий в строительстве (г. Москва).
Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения диссертационных разработок - 7,0 млн. руб.
Получен социальный эффект - повыщение безопасности производства ремонтно-восстановительных работ.
Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались с 1988 по 2001 гг. на международных и всесоюзных научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах, в том числе: на Всесоюзной конференции «Ресурсосберегающие технологии железобетонных конструкций», г. Грозный, 6-8 сентября 1989 г. на Международной конференции «Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений. Проблемы строительного материаловедения и новые технологии», г. Белгород, 1997 г. на Международной конференции «Ресурсе - энергосберегающие технологии в производстве строительных материалов», г. Новосибирск, 1997 г. на круглом столе по критическим технологиям в производстве строительных материалов и изделий, МГСУ, г. Москва, 1997 г. на пятых академических чтениях РААСН, Воронеж, гос. арх .строит.акад., г.Воронеж, 1999 г.
Материалы диссертации опубликованы в 37 работах и 4-х авторских свидетельствах.
