Архивы за Октябрь 2015
Производство каменных работ в зимнее время
Зимние условия при возведении каменных конструкций определяются среднесуточной температурой наружного воздуха 5 °С и ниже и минимальной суточной температурой О °С и ниже.
Кладку в зимнее время ведут только из каменных материалов правильной формы на пластичных удобоукладываемых цементных или сложных растворах подвижностью 9— 13 см — для кладки из обычного кирпича и 7—8 см — для кладки из кирпича с пустотами и из природного камня. Кирпич и камень укладывают с полным заполнением швов. При перерывах в работе на верхний ряд кладки раствор не наносится.
При кладке в зимнее время разрывов кладки по периметру зданий или между осадочными швами не должно быть более высоты в 1/2 этажа. Разрывы глухих участков стен и при кладке углов выполняются только вертикальной штрабой. При перерывах в работе не допускается укладывать раствор на верхний ряд кладки. Использовать для кладки кирпич или камень с наледью нельзя. Поэтому следует накрывать материалы при хранении, а кладку — при перерывах в работе.
Для обеспечения прочности различных кладок и конструкций, возводимых в зимний период, существуют следующие способы выполнения каменных работ:
♦ замораживание, при котором кладку ведут на открытом воздухе при отрицательных температурах, без подогрева кирпича или камня, на растворе, имеющем положительную температуру в момент укладки его в дело;
♦ применение обычных растворов (не ниже марки 50) с химическими противоморозными добавками, что обеспечивает частичное твердение раствора на морозе;
♦ прогрев возведенных конструкций (паром, использованием электропрогрева и др.);
♦ выдерживание в тепляках (временных сооружениях, внутри которых производят кладку).
Способ производства каменных работ в зимнее время выбирают только с учетом всех конкретных условий строительства: метеорологических, сроков сдачи объекта, типа и материала конструкций, расчетных нагрузок, проектной прочности раствора и т. д.
Многорядная система перевязки в зимнее время может осуществляться только на растворах с противоморозными добавками.
Способ замораживания является наиболее распространенным, как самый экономичный и менее трудоемкий. Его суть состоит в том, что кладку выполняют на открытом воздухе на цементном или сложном растворе, который вскоре после
укладки в конструкцию замерзает. Процесс твердения раствора начинается после оттаивания кладки в естественных условиях.
Способом замораживания производят кладку из кирпича, камней правильной формы и постелистых бутовых камней «под лопатку». При этом рекомендуется применять двухрядную систему перевязки. Марки растворов назначают в зависимости от температуры воздуха и прогноза погоды, но не ниже марки 10, при смешанной кладке — не ниже марки 50. Оконные и дверные проемы должны иметь высоту больше чем при кладке в условиях положительных температур: на 5 мм при кладке из кирпича и на 3 мм при кладке из камней правильной формы.
![]() |
После оттаивания и твердения прочность кладки не достигает проектного значения. Для достижения необходимой прочности (в конструкциях, несущая способность которых в дальнейшем будет использована полностью) следует повышать марку раствора на одну ступень, если кладка велась при температуре до минус 20 °С, и на две ступени при более низкой температуре. Пели для получения нужной прочности кладки этого недостаточно, следует брать кирпич более высокой марки, а если и это не даст требуемого результата, то необходимо армировать кладку (рис. 6.13).
Способом замораживания (без дополнительных мер по повышению несущей способности наиболее напряженных участков кладки) при использовании портландцемента можно возводить лишь четыре этажа зданий (но не выше 15 м), а при применении шлакопортландцемента — три. Затем объект консервируют до весны, и к возведению остальных этажей приступают не ранее чем через 28 дней после оттаивания замороженной кладки. За это время оттаявший раствор должен набрать запроектированную прочность.
Применение способа замораживания не допускается при кладке следующих конструкций:
♦ внецентренно сжатых с эксцентриситетом более 0.25Y, где Y —расстояние от центра тяжести до края сечения;
♦ подвергающихся в процессе оттаивания вибрации или динамическим нагрузкам;
♦ тонкостенных сводов двоякой кривизны и цилиндрических сводов толщиной менее 10 см, а также пят сводов;
♦ стен и столбов из бутобетона и рваного бутового камня;
♦ фундаментов из бутового камня «под залив».
Кладку способом замораживания выполняют при сокращенном фронте работ, обеспечивая быстрое возведение конструкции по высоте. Ее ведут горизонтальными рядами одновременно на всей захватке. Для получения необходимой температуры раствора (табл. 6.6) может применяться подогретая до 80 °С вода, а также подогретый до 60 °С песок. Подогретый раствор следует использовать в течение 30—40 мин. Применение замерзшего или подогревание раствора горячей водой не допускается.
Таблица 6.6 Температура раствора в момент укладки в зимнее время Температура раствора, °С, на рабочем месте для кладки
|
Кладку кирпича чаще ведут вприжим, расстилая раствор не более чем для двух верстовых кирпичей (50 см) или для восьми кирпичей забутки. Особое внимание следует обращать на толщину швов. Горизонтальные швы не должны быть толще 12 мм, иначе весной во время оттаивания кладка может дать слишком сильную осадку, что может привести к ее разрушению.
В течение зимы растворы такой кладки находятся в замерзшем состоянии и их прочность сохраняется только при отрицательной температуре, а при наступлении весеннего потепления прочность оттаявшего раствора значительно уменьшается. В этот период кладка способна нести нагрузку, меньшую в 2—2,5 раза, чем при отвердевшем растворе.
При наступлении потепления кладку освобождают от лишних материалов, настилов, строительного мусора и г. д. Столбы и стены, высота которых превышает размеры наименьшей стороны их поперечного сечения более чем в 5 раз, не связанные с перекрытием или покрытием, и другие малоустойчивые конструкции необходимо на период оттаивания укреплять временными подкосами, оттяжками, связями или сжимами (рис. 6Л4). Стены многоэтажных зданий при возведении укрепляют стальными связями, укладываемыми на каждом этаже в местах их примыкания друг к другу или пересечения.
При опаивании кладки необходимо наблюдать за ее осадкой, контролировать твердение раствора в швах, в случае появления деформаций следить за их развитием и немедленно принимать меры по снижению нагрузок. Средняя расчетная
Рис. 6.14. Усиление кладки на период оттаивания: а — разгрузочными стойками; б — подкосами; в — двусторонними сжимами; 1 — доска; 2 — клинья; 3 — стойки; 4 — подкосы; 5 — бревна; 6 — проволочные скрутки |
осадка стен зимней кладки при ее оттаивании (при постоянной нагрузке) принимается 0,5 мм на 1 м их высоты (можетбыть 1 мм и более).
В первые дни после оттаивания, пока раствор еще не затвердел, отклонившуюся кладку можно сравнительно легко выправить. При цементном растворе это надо сделать не позднее 4—5 суток после потепления, а при сложном растворе — не позднее 6—7 суток. Проще всего кладку выправлять нажимными подкосами, затем стойками со стяжками и клиньями, а в случае сильных деформаций — тросами, натягиваемыми при помощи полиспастов и лебедок.
Применение растворов с противоморозными добавками обеспечивает их твердение на морозе в процессе выдерживания и повышенную прочность кладки при оттаивании.
Для твердения раствора (объем которого составляет в кирпичной кладке до 25% общего объема) зимой при отрицательных температурах воздуха в него вводят специальные добавки— нитрит натрия, поташ или НКМ (смесь нитрита кальция или кальциевой селитры и мочевины или карбамида), которые снижают температуру замерзания растворов до определенных для каждого вида добавки значений. Так, например, растворы с добавкой нитрита натрия не замерзают и интенсивно твердеют при температуре до—15 °С, с добавкой НКМ — до —20 °С, с добавкой поташа — до —25 °С. При этом перечисленные добавки не вызывают коррозии арматуры, благодаря чему могут применяться и в армированных конструкциях.
При использовании таких растворов прочность кладки нарастает более интенсивно, появляется возможность возводить стены кирпичных домов зимой такими же темпами, как в летнее время. Применение растворов с противоморозными добавками позволяет в зимний период возводить здания на высоту до девяти этажей.
Оптимальное процентное содержание противоморозных добавок в массе сухого цемента, обеспечивающее интенсивное твердение раствора при отрицательных температурах наружного воздуха, приведено в табл. 6.7.
Таблица 6.7 Содержание противоморозных добавок
|
Противоморозные добавки вводят при Приготовлении раствора. Поэтому следует учитывать, что отдельные из них, например поташ и в некоторой степени НКМ, ускоряют сроки схватывания растворов, которые могут за период их перевозки и выдерживания перед укладкой потерять свою подвижность. Средство обеспечения необходимой подвижности растворной смеси в период ее выработки на рабочем месте устанавливает строительная лаборатория.
Растворы с противоморозными добавками твердеют на морозе с различной скоростью, зависящей не только от температуры воздуха, но и от ряда других трудно учитываемых факторов. Поэтому для оценки фактической прочности растворов в кладке при возведении стен необходимо изготовлять 12 образцов-кубиков размерами 7x7x7 см для каждого этажа секции дома и хранить их в одинаковых со стенами условиях.
Способ электропрогрева свежевозведенной незамерзшей кладки в течение определенного времени обеспечивает начальное твердение раствора кладки до приобретения им минимально необходимой расчетной прочности.
Электроды (их изготовляют обычно из арматурной стальной проволоки диаметром 4—6 мм) закладывают в горизонтальные швы и подключают к разным фазам тока. При армировании арматурными сетками участки кладки, не связанные между собой, можно использовать как электродные группы. Прогрев ведут при напряжении 220—380 В и температуре 30—35 °С до достижения раствором прочности не менее 20% от проектной.
В тепляках свежевозведенную кладку выдерживают при положительной температуре в течение определенного (в зависимости от требуемой прочности кладки) времени.
Прочность раствора, набранную в зимнее время, перед оттаиванием кладки необходимо проверить с помощью лабораторных испытаний образцов, отобранных из горизонтальных швов конструкций. Полученное значение сопоставляют с минимально необходимым, указанным в проекте, особенно для простенков нижних этажей. Если несущая способность простенков и столбов окажется недостаточной, то их необходимо до оттаивания кладки усилить временными деревянными стойками на клиньях. Высокие простенки, устойчивость которых на период оттаивания недостаточна, раскрепляют двусторонними сжимами из бревен и проволочных скруток.
Помимо простенков и столбов в период оттаивания особого внимания требуют узлы опирания тяжелых ферм, прогонов и балок-стенок на каменную кладку. Перегрузку кладки в этих местах можно устранить с помощью своевременно установленных разгрузочных деревянных стоек на клиньях. Последними регулируют высоту стоек при осадке оттаивающей кладки. После оттаивания кладки временные крепления оставляют на период начального твердения раствора, но не менее чем на 12 дней.
Монтажные работы при возведении кирпичных зданий
Монтажные работы представляют собою комплекс последовательных монтажных процессов, состоящий из следующих частных процессов и операций:
♦ подачи монтируемых элементов под монтаж (при необходимости с предварительной укрупнительной сборкой или усилением конструкций);
+ оснастки и строповки поднимаемой конструкции;
♦ подъема по вертикали, перемещения к месту установки, наводки и установки в проектное положение;
♦ выверки и закрепления их в проектном положении, заделки стыковых соединений и выполнения защитных мероприятий.
Производительность и безопасность производства монтажных работ и качество их выполнения в значительной степени зависят от применяемых приспособлений;, оборудования, инвентаря и инструмента.
Монтаж сборных железобетонных элементов но ходу кладки. При производстве каменной кладки ведутся различные вспомогательные (установка подмостей или лесов, подача материалов) и сопутствующие работы, в том числе монтаж сборных железобетонных элементов (фундаментных плит и блоков, перемычек, балконов, перегородок, плит перекрытий и Т. Д.).
Под опорными частями балок, прогонов, плит перекрытий, балконов, под мауэрлатами и другими сборными конструкциями при многорядной перевязке швов кладки верхние ряды должны быть тычковыми. Допускается опирание сборных конструкций на ложковые ряды кладки при двухрядной (однорядной, цепной) перевязке швов.
Толщина слоя раствора под опорными участками элементов, передающих местные нагрузки на кладку, должна быть указана в проекте и быть не более 15 мм.
Возведение каменных конструкций последующего этажа допускается только после укладки расположенных ниже несущих конструкций (надподвального или междуэтажного перекрытия, площадок и маршей в лестничных клетках и др.) с выполнением анкеровки стен и замоноличивания швов между плитами перекрытий.
До начала монтажа конструкций должны быть выполнены подготовительные работы: перенос при помощи геодезического инструмента на фундаменты или перекрытие осей здания, разметка и установка маяков с выверкой на одном уровне (на проектной отметке).
Перед подъемом производится строповка — конструкции прикрепляют к крюку крана специальными грузозахватными приспособлениями — стропами, траверсами и т. д.
Подъем элементов должен производиться плавно, без рывков, раскачивания и вращения.
Установленные конструкции рассгроповывают после надежного их закрепления. Монтажеборных конструкций заканчивается сваркой закладных деталей.
утеплением стыков, заполнением их раствором или бетонной смесью, заделкой стыков герметизирующими прокладками и мастиками.
Монтаж ленточных фундаментов (рис. 6.12, а) выполняет звено каменщиков- монтажников из трех человек: один выполняет строповку, другие устанавливают блоки в проектное положение.
Монтаж фундаментных блоков ведут в соответствии с предварительной геодезической разбивкой (обозначением их положения на дне котлована или траншеи металлическими штырями). Установка фундаментов производится на выровненный до проектной отметки, без следов воды или снега, сЛойтіес’ка. Предельное отклонение отметки выравнивающего слоя песка от проектной не должно превышать минус 15 мм.
Монтаж фундаментов начинают с укладки маячных блоков фундаментных подушек в углах здания и в местах примыкания (пересечения) стен, но не реже, чем через 10-515 м. Выверку маячных блоков в плане ведут, совмещая их осевые риски с рисками разбивочных осей по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Высотные отклонения устанавливают нивелированием или с помощью уровня.
После установки и выверки положения маячных блоков в плане и по высоте натягивают проволочную причалку и укладываютпромежуточные (рядовые) блоки. Не снимая стропов проверяют горизонтальность блоков при помощи рейки и уровня. В местах ввода коммуникаций, а также при возведении прерывистых фундаментов фундаментные подушки укладывают с разрывом.
Поверх уложенных блоков устраивают стяжку из цементно-песчаного раствора (состава 1:2), выполняющую роль гидроизоляции, а в необходимых случаях закладывают продольную арматуру, образующую армированный шов.
До начала монтажа блоков стен подвала нивелированием определяют отметку верха смонтированных фундаментных плит, на них переносят положение разбивочных осей здания и размечают места установки маячных блоков.
Монтаж блоков начинают с маячных, укладываемых в углах, в местах примыкания и пересечения стен, на протяженных участках через 15—20 м.
Установка маячных блоков включает в себя:
♦ подготовку растворной постели толщиной 2—3 см;
♦ наводку и опускание блока на слой раствора;
♦ рихтовку (выравнивание) блока до совмещения разметочных рисок.
Выверку в плане контролируют отвесом, проецирующим ось здания на установочную риску на верхней грани блока, горизонтальность блока проверяют уровнем.
Рядовые (промежуточные) блоки стен подвала устанавливают, ориентируя низ по обрезу блоков нижнего ряда, верх — по натянутой причалке, закрепленной скобой к верхней грани маячного блока. Укладывают блоки на слой раствора, соблюдая перевязку швов (не менее 1/4 длины). Вертикальные и горизонтальные швы между блоками должны быть тщательно заполнены раствором и расшиты с двух сторон.
Рис. 6./2. Монтаж конструкций: а — блоков стен подвала: 1 — маячные блоки; 2 — причалки; 3 — смонтированный участок стен подвала; 4—уложенные фундаментные плиты; б — лестничных площадок: 1 — плиты перекрытий; 2 — промежуточная пластинка; 3 шаблон; 4 — этажная площадка; в — плит перекрытия: 1 — четырехветвевой строп; 2—растворная постель; 3—укладываемая плита; г — балконной плиты: 1 — балконная плита; 2 — стойка |
Продольные и поперечные стены подвалов соединяются между собой за счет перевязки блоков. Для ввода санитарно-технических устройств между блоками оставляют зазоры, заделываемые затем кирпичом или бетоном.
Блоки наружных стен, устанавливаемые ниже уровня грунта, необходимо выравнивать по внутренней стороне стены, а выше — по наружной.
Перемычки укладывают на растворную постель после завершения простенков. Несущие перемычки стропуют за монтажные петли и устанавливают краном. Рядовые перемычки укладывают вручную. При этом проверяют точность их установки по вертикальным отметкам, горизонтальность и глубину заделки концов.
Лестничные площадки и мариш устанавливают по ходу кладки. Промежуточную площадку и первый марш устанавливают по ходу кладки лестничной клетки, вторую площадку и второй лестничный марш — по окончании кладки этажа.
До начала монтажа лестничных площадок и маршей проверяют их размеры и размечают места установки. После проверки мест опирания укладывают раствор и краном подают лестничную площадку. Каменщики принимают конструкцию, находясь на подмостях или на перекрытии. Опустив площадку на подготовленное место, проверяют ее горизонтальность (по двум направлениям) и соосность с площадками нижних этажей. Расстояние между уложенными площадками проверяют (в двух местах) деревянным шаблоном, имеющим форму продольного сечения косоура (рис. 6.12, б). При необходимости конструкцию рихтуют ломом.
В таком же порядке устанавливают следующую лестничную площадку. Лестничный марш стропят специальными стропами с разновеликими ветвями или вилочными захватами, с помощью которых обеспечивается подача марша в положении, близком к проектному, с небольшим превышением его верха (до 10 см). Каменщики, принимающие конструкцию, находятся на верхней и нижней лестничных площадках. Они очищают место опирания и кельмой расстилают раствор. Чтобы марш не сорвался с верхней площадки, его опирают вначале на нижнюю площадку, затем на верхнюю. При его укладке проверяют точность опирания на полки площадок и горизонтальность ступеней. После расстроповки сваривают закладные детали. Стык между площадкой и маршем тщательно заполняют раствором и уплотняют подштопкой или кельмой.
Лестницы из железобетонных ступеней по металлическим косоурам монтируют снизу вверх по ярусам, ограниченным этажными и промежуточными лестничными площадками.
К монтажу стальных косоуров приступают только после набора 75%-ной прочности бетоном в заделке лобовых балок. Устанавливать под опорные части косоуров прокладки или клинья и укладывать ступени до приварки косоуров к лобовым балкам запрещается. Окончательное закрепление косоуров производят после инструментальной проверки правильности их установки.
Ступени укладывают начиная с нижней фризовой. В процессе укладки соответствие их положения проектному регулируют с помощью металлических прокладок и клиньев.
Завершаются работы защитой всех металлических конструкций и закладных деталей от коррозии.
Монтаж санитарно-технических кабин осуществляется после приемки перекрытий по предварительно размеченным ориентирным рискам, вынесенным на перекрытие от разбивочных осей и соответствующим проектному положению двух взаимно перпендикулярных стен блока (передней и одной из боковых). Поверхности опирания очищают от грязи, снега, наледи, а закладные детали — от ржавчины. Кабины устанавливают на прокладки, выверяя грани двух взаимно перпендикулярных стен блока относительно вертикальной плоскости, и совмещая санитарно-технические стояки с нижерасположенными. Рихтовку кабин выполняют при натянутых стропах, расстроповывают их со стремянки после окончательной выверки. Постоянное крепление выполняют, сваривая закладные детали объемных элементов.
Швы между блоками и смежными стенами должны быть заделаны в соответствии с требованиями проекта по тепло — и звукоизоляции, а также воздухо — и водонепроницаемости, отвечать нормативным требованиям. Отверстия в панелях перекрытий для пропуска стояков кабин после установки кабин, монтажа стояков и проведения гидравлических испытаний должны быть тщательно заделаны раствором.
Крупнопанельные перегородки монтируют после окончания кладки стен на высоту этажа. Место установки панели предварительно размечают, укладывают две деревянные подкладки, утопленные в растворную постель, забивают штыри или вилочные скобы в деревянные вкладыши, заделанные в стены. На вертикальных поверхностях располагают по две скобы на каждую сторону примыкания перегородки.
Двое рабочих принимают подаваемую краном перегородку и направляют ее к разметочным линиям, плавно опуская на прокладки. Ломиком рихтуют перегородку вплотную к заделанным в стену штырям, с торца закрепляют инвентарным подкосом.
Проверив вертикальность перегородки, гвоздями прибивают к ней штыри и выполняют расстроповку. Затем тщательно заделывают зазоры между перегородкой и другими конструкциями, от качества их выполнения зависит звукоизоляция помещения. Окончательно перегородки закрепляют потолочными закрепами после монтажа панелей вышерасположенного перекрытия.
Прогоны (балки) стропят двухветвевым стропом за монтажные петли или отверстия в конструкции. До установки прогона проверяют отметки и горизонтальность железобетонных подушек, заделанных в стены по ходу кладки. Работу ведут с подмостей, на опорные поверхности расстилают раствор. Уложенную конструкцию в продольном направлении выправляют монтажными ломиками и проверяют горизонтальность по уровню и визируют по ранее установленным прогонам, а вертикальность — по отвесу. Затем уложенные на каменные стены прогоны закрепляют анкерами.
Плиты междуэтажных перекрытий (рис. 6.12, в) монтируют после завершения каменной кладки этажа, устройства из кирпича бортика на два ряда выше уровня укладываемых плит, установки перегородок, укладки индустриальных плит подготовки пола или устройства засыпок под полы. Кладка стен ниже и на уровне перекрытия, устраиваемого из сборных железобетонных плит, производится с подмостей нижележащего этажа.
Положение опорных поверхностей плит перекрытия на стенах проверяют нивелиром или водяным уровнем и при необходимости выравнивают кладку стяжкой из цементного раствора. До начала монтажа пустотные каналы с обоих торцов плит заделывают легким бетоном или готовыми бетонными пробками на глубину 120—200 мм. Это делают для предохранения опорных частей пустотных перекрытий от разрушения под давлением вышележащих конструкций и с целью предотвращения промерзания стен в местах опирання перекрытий. Заделка пустот в плитах перекрытия производится до подачи их на этажи.
Монтаж начинают от торцовой стены с инвентарных подмостей (столиков), последующие плиты укладывают к ранее смонтированным. Минимальная глубина заделки панели в стену — 120 мм.
Плиты перекрытий необходимо укладывать на слой раствора толщиной не более 20 мм, совмещая поверхности смежных плит вдоль шва со стороны потолка. Потолок помещения должен быть горизонтальным, при этом перепады по высоте не должны превышать 3 мм. Несоответствие монтажных провесов плит устанавливают визированием по плоскости потолка или правилом. Величину провеса распределяют пополам между смежными плитами. Если уложенную конструкцию необходимо переложить, ее поднимают, очищают от раствора и устанавливают заново.
Панели перекрытий после выверки закрепляют в соответствии с указаниями в рабочих чертежах: как правило, монтажные петли панелей приваривают стальными связями к анкерам, заделанным при кладке стены и монтажным петлям смежных панелей. Швы между панелями заделывают раствором марки 100, а места сопряжения со стенами и торцы замоноличивают бетоном или раствором.
Балконные плиты устанавливают после монтажа перекрытий и до начала кладки стен следующего этажа. Положение балконных плит размечают на перекрытии и фиксируют рисками, дополнительно контролируя отвесом их соосность с балконами нижележащего этажа.
Их укладывают на опоры по слою раствора два монтажника, контролируя правильность опускания плиты по рискам и шнуру-причалке. Плита должна быть уложена горизонтально или с небольшим уклоном наружу. Балконные плиты (рис. 6.12, г) в проектном положении временно закрепляют инвентарными приспособлениями (телескопическими стойками, кронштейнами, треугольными стойками с удерживающими скобами и др.). Горизонтальность проверяют уровнем с рейкой, после чего приваривают. Балконные плиты крепят, обычно приваривая стальные стержни к монтажным петлям плит перекрытия и закладным
деталям балкона. Инвентарные крепления балконов снимают после завершения кладки стен второго яруса.
УПЛОТНЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ ВИБРАТОРАМИ
Во время приготовления в бетонную смесь попадает значительное количество воздуха. Если попавший воздух не удалить, то бетон может оказаться пористым, пониженной прочности.
Удаление попавшего воздуха и компактное расположение составляющих достигается уплотнением бетонной смеси. От качества уплотнения зависит плотность бетона, а следовательно, его прочность и долговечность.
Уплотняют бетонную смесь вибрированием, сообщая ее частицам часто повторяющиеся колебания небольшой величины. Механизмы, создающие вибрационные колебания, называются вибраторами.
В результате вибрирования бетонная смесь становится текучей, т. е. приобретает повышенную подвижность, а частицы, перемещаясь, стремятся под воздействием силы тяжести занять более устойчивое положение. Бетонная смесь заполняет все промежутки между стержнями арматуры и между арматурой и опалубкой. Воздух, содержащийся в ней, вытесняется, и смесь значительно уплотняется.
Режим вибрационного уплотнения бетонной смеси характеризуется амплитудой колебаний (наибольшим удалением колеблющейся точки от центра колебаний) бетонной смеси, частотой колебаний (числом колебаний в минуту) и продолжительностью вибрирования. Оптимальная частота колебаний бетонной смеси зависит от размера ее частиц и подвижности. Для смесей с крупными фракциями заполнителей необходима более низкая частота колебаний с наибольшей амплитудой, а для смесей с мелкими фракциями — наиболее высокая частота с меньшей амплитудой.
Так как в бетонной смеси содержатся частицы разной крупности, то наилучшего уплотнения можно добиться, применяя поличастотные вибраторы (вибраторы с разным числом колебаний). Это наиболее перспективный способ вибрирования. У большинства применяемых вибраторов частота колебаний соответствует средним по величине частицам бетонной смеси.
Вибраторы для уплотнения бетонной смеси выпускаются в основном с частотой колебаний от 2800 до 11000 в минуту и амплитудой 0,1—3 мм, в некоторых конструкциях вибраторов частота колебаний достигает 20 000 в минуту.
По способу воздействия на бетонную смесь вибраторы бывают:
глубинные (внутренние), погружаемые рабочей частью в бетонную смесь и передающие ей колебания через корпус;
поверхностные, устанавливаемые на уложенную бетонную смесь и передающие ей колебания через рабочую площадку;
наружные, прикрепляемые к опалубке болтами или другим захватным устройством и передающие бетонной смеси колебания через опалубку;
виброплощадки, являющиеся стационарным формующим оборудованием и применяемые на заводах и полигонах сборных железобетонных изделий.
По роду привода и питающей энергии различают вибраторы электромеханические, электромагнитные, пневматические, гидравлические и моторные (с приводом от двигателя внутреннего сгорания). Наибольшее распространение получили электромеханические и пневматические вибраторы.
Земляні роботи
Загальні відомості. Земляні роботи є найпоширенішими і трудомісткими роботами в будівництві. Тяжка фізична праця виконавців на улаштуванні земляних споруд та низька її ефективність спонукали інженерів шукати засоби, які дали 6 можливість полегшити виконання трудових процесів у цій галузі.
Упродовж століть знаряддя праці від примітивних кайла та лопати розвинулися до сучасних високоефективних потужних механічних, напівавтоматичних та автоматичних засобів виконання земляних робіт.
На території нашої країни вже на початку XIX ст. на річках і в портах почали застосовувати машини для виконання очисних та дно — поглиблюваних робіт. Так, у 1809 р. на розчищенні перекатів на Дніпрі працювала машина Бухтєєва.
У будівельному виробництві раніше від інших будівельних машин виникли землерийні машини.
У 1845 — 1851 рр. на будівництві Миколаївської залізниці працювало чотири екскаватори, що для того часу вважалося значним досягненням у розвитку механізації земляних робіт.
У першому десятиріччі XIX ст. розпочато випуск одноківшових екскаваторів на залізничному ходу з ковшами місткістю 1,9 та 2,3 м3.
До 1915 р. в будівельному виробництві налічувалося до 200 екскаваторів. Пізніше, на будівництві Дніпропетровської гідроелектростанції, завдяки наявності землерийних машин за 3 — 4 роки було перероблено близько 3 млн м3 земляних мас.
Уже в 1950 р. було випущено екскаваторів нових моделей у 7,7 раза більше, ніж у 1940 р., скреперів — у 8,5, самоскидів — у 16 разів. Способи гідромеханізації земляних робіт у нашій країні були запроваджені інженерами Кирпичниковим та Классоном. На Дніпробуді (1929—1932 рр.) гідромеханічним способом виконувались великі обсяги робіт із планування територій.
Через величезні масштаби будівельних робіт будівельники змушені були використовувати непридатні, слабкі грунти, на яких зводились об’єкти різного призначення. У зв’язку з цим здійснювалися пошуки спеціальних методів поліпшення якості ґрунтів, у результаті чого виник новий метод земляних робіт — штучне закріплення природних основ. Було розроблено та впроваджено нові методи закріплення ґрунтів, такі як бітумізація, смолізація, силікатизація та цементація. Пізніше для закріплення лесових ґрунтів було запроваджено метод термічної обробки їх.
Масштаби земляних робіт у сучасному будівельному виробництві потребують постійного оновлення парку землерийних та землерийно — транспортних машин.
Призначення земляних робіт. Розроблення ґрунтів здійснюють з метою підготовки основи під будинки та споруди, для зміни природного рельєфу місцевості.
Процес розроблення ґрунту складається з трьох основних операцій: розроблення ґрунту, його переміщення (транспортування) та укладання з ущільненням. Розроблення може виконуватись з метою створення виїмки та насипу.
Термін «виїмка» вживається в тому випадку, коли ґрунт розробляється нижче від рівня поверхні землі (котлован, траншея); «насип» — коли ґрунт насипають вище за рівень поверхні землі (полотно залізниці, автошляхи, греблі).
Під час виконання земляних робіт велике значення має транспортування ґрунту до місця його призначення, тому важливим завданням технолога є вибір і розроблення найефективніших методів розроблення та транспортування ґрунту.
Класифікація ґрунтів та їхні властивості. Ґрунтами в будівництві називають гірські породи, які складаються з мінеральних часточок та органічних домішок.
Ґрунти поділяють на:
скельні грунти, що залягають у земній корі у вигляді суцільного моноліту;
великоуланкові незцементовані ґрунти, які утворені з галечнику та конгломерату кругляка, кам’яних і щебеневих нагромаджень;
піщані грунти, сипкі в сухому стані. Залежно від гранулометричного складу їх поділяють на піски гравіваті, крупно-, середньо-, дрібнозернисті та пилоподібні;
глинисті ґрунти, зв’язані, несипкі в сухому стані. За ступенем пластичності їх поділяють на супіски, суглинки та глину. До глинистих ґрунтів належать також леей, які мають дрібнозернисту, хімічно зв’язану карбонатну структуру.
Властивості ґрунтів впливають на стійкість земляних споруд, трудомісткість та вартість їх розроблення. Основними будівельними властивостями ґрунтів є такі.
в природному стані.
Кут природного укосу ф — кут, утворений поверхнею несипкого ґрунту і горизонтальною площиною. Він характеризується станом граничної рівноваги. Значення його залежить від кута внутрішнього тертя, сил зчеплення верхніх шарів ґрунту.
Щільність ґрунтів — це маса одиниці об’єму речовини ґрунту без пор. Щільність впливає на опір ґрунту копанню та на його несівну здатність.
Вологість — ступінь насичення ґрунту водою. Виражається відношенням маси води в ґрунті до маси твердих часточок. Так, ґрунти за вологості до 5 % вважаються сухими, за вологості 5 —ЗО % — вологими, понад ЗО % — мокрими.
Зчеплення визначається початковим опором зрушення і залежить від виду ґрунту та ступеня його вологості.
Міцність ґрунтів характеризується їхньою здатністю чинити опір зовнішньому силовому впливу.
Розпушуваність — здатність ґрунту збільшуватись в об’ємі під час розроблення; характеризується коефіцієнтами початкового і залишкового розпушення. Коефіцієнтом початкового розпушення є відношення об’єму розпушеного ґрунту до його об’єму в природному стані; коефіцієнт залишкового розпушення — це відношення об’єму розпушеного ґрунту після його ущільнення до його об’єму в природному стані.
Підготовчі роботи. У зв’язку з тим що земляні роботи виконуються субпідрядними організаціями, підготовка та організація робіт має свої особливості.
До початку робіт має бути забезпечена підготовка будівництва, яка полягає у здійсненні певних організаційних і підготовчих заходів.
До них належать:
• вирішення питань використання для потреб будівництва наявних
транспортних та інженерних комунікацій, засобів енерго — і теплопостачання, зв’язку тощо;
• укладання субпідрядного договору на виконання земляних робіт;
• своєчасне забезпечення виконавців робочими кресленнями, технологічною та іншою документацією.
Підготовчі роботи організаційно можна розподілити на два потоки.
До першого належать роботи, що виконуються поза межами будівельного майданчика: будівництво під’їзних автомобільних доріг, мереж зв’язку та електропередачі з трансформаторними підстанціями, водопровідні та каналізаційні мережі і т. д.
До другого — роботи, що виконуються безпосередньо на будівельному майданчику: очищення території, геодезичні роботи, перенесення проектних позначок на місцевість, знесення зайвих будов з його території; інженерна підготовка; забезпечення тимчасового відведення поверхневих вод; улаштування тимчасових доріг на території майданчика; прокладання мереж водо — та енергозабезпечення, телефонного та радіозв’язку; монтаж інвентарних тимчасових приміщень (контори виконроба, обігріву робітників, їдальні, просушування та зберігання робочого одягу, санітарних вузлів, фельдшерського пункту, диспетчерської тощо); підготовка ґрунтів до розморожування у зимовий період і т. д.
Очищення території — видалення дерев та кущів, корчування пнів, розбирання зайвих будівель, перекладання, за потреби, комунікацій і т. д.
Геодезичні роботи — це визначення розміщення земляних споруд на місцевості. Розбивання ведуть у двох площинах: горизонтальній та вертикальній (рис. 2.5).
За горизонтального розбивання визначають та закріплюють на місцевості положення осей і контурів майбутніх земляних споруд. Помилки під час виконання цих робіт можуть призвести до неправильного розміщення об’єктів на місцевості, що негативно впливатиме на забудову з архітектурного погляду. Побудована на місцевості геодезична будівельна сітка слугує орієнтиром для перенесення проекту в натуру.
За вертикального розбивання визначають глибину виїмок і висоту насипів.
Рекультивація полягає у зрізанні рослинного шару і подальшому використанні цього ґрунту для благоустрою території або вивезенні його за межі будівельного майданчика в місце, де його використовують за призначенням.
Розпушування ґрунтів. Під час розроблення виїмок ґрунт розпушується і займає значно більший об’єм, ніж у щільному масиві.
У розрахунках ступінь розпушування ґрунтів визначають коефіцієнтом початкового та залишкового k3 р розпушування. Крім того, інколи виникає потреба попереднього розпушування ґрунту, наприклад під час розроблення щільних, скелястих або мерзлих ґрунтів.
До початку земляних робіт територія будівництва має бути осушена, для чого влаштовують поверхневе водовідведення. Як правило, для нової забудови виділяються ділянки, непридатні для іншого використання (схили, пересічена місцевість зі складним рельєфом тощо). Не виключено, що під час будівництва, якщо не вжити відповідних заходів, будівельний майданчик заливатиметься поверхневими водами від дощу або танення снігу і заболочуватиметься. Щоб цього не трапилось, воду потрібно заздалегідь
перехопити і спрямувати так, щоб вона не потрапила на майданчик, для чого до початку земляних робіт влаштовують відкриті перехоплювальні водовідвідні канави, закриті дренажні канави, якими вода самопливом витікає за межі будівельного майданчика, або з боку підтоплення влаштовують захисне обвалування. Усі підготовчі роботи мають бути виконані відповідно до будгенплану, розробленого на підготовчий період.
Допоміжні роботи. До них належать: тимчасове закріплення стінок траншей і котлованів; відкритий водовідлив; зниження рівня ґрунтових вод; штучне закріплення (стабілізація) ґрунтів; ущільнення ґрунтів.
Тимчасове закріплення вертикальних стінок виїмок здійснюється у випадках, коли ґрунт не може утримувати вертикальні укоси. Величина вертикального укосу виїмки залежить від величини природного
Рис. 2.6. Кріплення стінок котлованів і траншей: а — підкісне; б — анкерне; в — шпунтове; г — розпірне; 1 — щити (дошки); 2, 10 — стояки; 3 — підкіс; 4 — паля; 5 — анкер; 6 — засипка; 7 — маякова паля (опорний стояк); 8 — напрямні; 9 — шпунт; 11 — розпірка |
укосу грунту. Іноді під час улаштування виїмок (у разі влаштування виїмок поблизу фундаментів, потреби перероблення значних об’ємів зайвого ґрунту на улаштування укосів тощо) виникає необхідність улаштування виїмок з вертикальними стінками (рис. 2.6). Глибина таких виїмок регламентується нормами. Тип закріплення визначається проектом виконання робіт залежно від розмірів виїмки, властивостей ґрунту, наявності ґрунтових вод тощо. Закріплення виїмок класифікують за здатністю їх як несівних конструкцій.
Підкісне закріплення (рис. 2.6, а) встановлюють у середині котловану. Широкого використання воно не має, оскільки підкоси заважають виконанню подальших робіт.
Більш поширеним є анкерне закріплення (рис. 2.6, б). Воно утримується в проектному положенні за допомогою спеціальних анкерів, які не заважають переміщенню людей та виконанню робіт.
Консольне (шпунтове) закріплення (рис. 2.6, в) — це шпунтова стінка, жорстко затиснена ґрунтом. Таке закріплення влаштовують з металевого або, рідше, дерев’яного шпунта. Шпунти використовують переважно для огороджування мілких котлованів у водонасичених ґрунтах, коли неможливо штучно знизити рівень ґрунтових вод.
Розпірне закріплення виконують для закріплення вертикальних стін траншей (рис. 2.6, г).
Видалення води з виїмок. Найпростішим та найекономічнішим є відкритий водовідлив (рис. 2.7, а), але він не має широкого застосування внаслідок того, що у виїмці майже завжди залишається вода, яка ускладнює виконання робіт. Технологія використання цього способу полягає в тому, що під час улаштування виїмки підошві надають невеликого нахилу в один бік. У зниженій частині підошви влаштовують водозбірні приямки. Стінки приямків закріплюють шпунтом або дерев’яним ящиком без дна розміром 1 х 1 м, а на дно приямка насипають фільтрувальний матеріал (щебінь чи гравій). З приямка воду видаляють за межі майданчика насосами.
У ґрунтах із коефіцієнтом фільтрації, більшим за 2 м2/добу, застосовують зниження рівня ґрунтових вод (рис. 2.7, б — д). Для цього використовують легкі голкофільтрові установки, які дають змогу знизити рівень ґрунтових вод за одноярусного розміщення на 4 — 5 м, за двоярусного — на 7 — 9 м; ежекторні голкофільтри, що забезпечують зниження рівня ґрунтових вод на 16 — 20 м; свердловини з глибинними насосами та свердловини, які скидають воду в розташовані нижче водовбирні шари чи спеціальні виробки.
Легкі голкофільтрові установки застосовують переважно для осушення піщаних ґрунтів. Голкофільтр складається зі сталевої труби завдовжки Ігп з фільтровою ланкою завдовжки 1 м. Голкофільтри занурюють у ґрунт навколо котловану або вздовж траншеї на відстані 1,0— 1,5 м від брівки виїмки. Усі голкофільтри за допомогою гумових шлангів приєднують до водозбірного колектора, оснащеного насосними агрегатами (рис. 2.7, г).
Стабілізація ґрунтів. Із метою підвищення несівної здатності слабких ґрунтів за умов природного залягання застосовують різні способи штучного закріплення (стабілізації) ґрунтів. Залежно від фізико- механічних властивостей ґрунтів, їх стану та мети стабілізації застосовують постійні та тимчасовий способи закріплення ґрунтів.
До способів постійної стабілізації ґрунтів належать смолізація, бітумізація, силікатизація, цементація та термічний спосіб.
Спосіб смолізації застосовують для закріплення мілких піщаних ґрунтів, нагнітаючи крізь ін’єктори гелеутворювальну суміш, виготовлену з розбавленого розчину карбамідної смоли та розчину соляної кислоти.
Спосіб силікатизації застосовують для закріплення піщаних сухих ґрунтів і водонасичених пісків. Спосіб силікатизації поділяється на два види: одно — та дворозчинна силікатизація. За однорозчинного спо-
|
Рис. (S. Схема установки для заморожування ґрунту:
/ — зовнішня заморожувальна труба; 2 — внутрішня живильна труба; 3 — живильний колектор; 4 — відвідний колектор; 5 — розсільний насос; 6 — морозильна камера; 7 — компресор; 8 — заморожений ґрунт
собу в ґрунт нагнітають гелеутворювальну суміш із розчину рідкого скла (силікат натрію) та ортофосфорної кислоти або із розчину рідкого скла, сірчаної кислоти та сульфату глинозему. За дворозчинного способу спочатку в ґрунт через ін’єктори нагнітають рідке скло, а потім розчин хлориду кальцію заданої концентрації.
Спосіб цементації застосовують для закріплення тріщинуватих та кавернозних скельних порід, а також гравіюватих ґрунтів. За цього способу в свердловини крізь ін’єктори нагнітають тампонажні розчини (цементні суспензії, цементні розчини з добавками глини, піску та інших інертних матеріалів). У випадках, коли в породах спостерігається переміщення ґрунтових вод, як допоміжний спосіб до цементації застосовують бітумізацію. Щоб виключити розтікання та винесення бітуму напірними водами на великі відстані від свердловини, бітум нагнітають у кілька етапів з перервами, які потрібні для його охолодження та загустіння.
Спосіб термічного закріплення застосовують для стабілізації лесо — вих ґрунтів. У заздалегідь пробурену і герметично закупорену свердловину нагнітають газ або суміш рідкого палива та повітря. Максимальна температура під час згоряння палива у свердловині має бути не вищою за 1100 °С. Розжарені гази, проникаючи в пори ґрунту, випалюють в ньому органічні вкраплення, а неорганічні спікають у суцільну масу.
До способів тимчасової стабілізації належить спосіб штучного заморожування ґрунтів. Його застосовують під час розроблення нестійких, водонасичених ґрунтів. Для створення навколо виїмки льодоґрун- тової водонепроникної завіси (стінки) навколо майбутньої виїмки бурять свердловини (рис. 2.8). В них опускають заморожувальні колонки, крізь які прокачують розчин з температурою -25…-45 °С. Відстань між колонками становить у середньому 1—3 м. Радіус промерзання ґрунту від однієї заморожувальної колонки має перекривати зону промерзання ґрунту до сусідньої колонки. За цієї умови створюється суцільна льодоґрунтова завіса (стінка), яка захищає майбутню
![]() |
виїмку від потрапляння в неї води. Після завершення всіх будівельних робіт (особливо гідроізоляційних) ґрунт розморожують природним чи штучним способом, потому свердловини тампонують.
До початку робіт з ущільнення ґрунтів розробляють технологічні документи, які містять:
— плани та розрізи площадки, що ущільнюється;
— вказівки про потрібну глибину ущільнення;
— вибір типу ґрунтоущільнювальної машини;
— вказівки щодо величини зниження рівня поверхні, що ущільнюється, і т. д.
Ущільнюють ґрунти під фундаменти, основу під підлоги, при зворотному засипанні пазух котлованів і траншей. Для виконання поверхневого ущільнення застосовують крани та екскаватори. Ущільнюють ґрунти трамбовками масою 2 —7 т. Схему ущільнення ґрунту трамбувальною плитою, підвішеною до стріли екскаватора, наведено на рис. 2.9.
Ущільнення ґрунту здійснюють окремими смугами. Трамбування в межах кожної смуги виконують циклами, в кожному з яких по одному сліду робиться два-три удари. Штучне ущільнення ґрунтів має забезпечувати підвищення стійкості, зменшення осідання та збільшення водонепроникності земляної споруди. Ущільнення ґрунтів насипів і зворотних засипок слід виконувати прошарками однакової товщини.
Крім трамбування ґрунти ущільнюють також укочуванням та вібруванням. Укочування здійснюють гладкими і кулачковими котками, вібрування — вібраційними котками в піщаних ґрунтах шарами завтовшки 0,4 — 0,5 м. У зимовий період ущільнення допускається тільки за талого стану ґрунту.
Основні способи виконання земляних робіт. Існує три основних способи розроблення ґрунтів: механічний, гідромеханічний та вибуховий. На вибір способу впливають будівельні властивості ґрунтів. Як правило, перевагу віддають механічному способу, який полягає у розробленні ґрунту землерийними (одноківшевими та багатоківшевими екскаваторами) і землерийно-транспортними (бульдозерами, скреперами, грейдерами) машинами. За гідротехнічного способу виконання земляних робіт ґрунт розмивають гідромоніторами за межами водойми і транспортують його до місця призначення або розмивають ґрунт земснарядами з дна водойми і також транспортують його до місця призначення. Вибуховий спосіб застосовується в розробленні скельних і мерзлих ґрунтів. Енергія вибуху, яка виникає внаслідок миттєвого розкладання різних вибухових речовин, сприяє розпушуванню ґрунтів або переміщуванню їх у заданому напрямку (напрямлений вибух).
За механізованого способу розроблення ґрунту здійснюється зрізування стружки робочим органом машини. З цією метою застосовують одноківшеві екскаватори. Це універсальні землерийні машини. їх обладнують різним змінним устаткуванням: прямою лопатою — для розроблення ґрунту вище від рівня стоянки екскаватора; зворотною лопатою — для розроблення ґрунту нижче від рівня стоянки екскаватора; драглайном — для розроблення ґрунту нижче за рівень стоянки екскаватора у разі копання глибоких котлованів, широких траншей, зведення насипів; грейфером — для копання невеликих у плані, але досить глибоких котлованів, а також виконання вантажно-розвантажувальних робіт. Багатоківшеві екскаватори використовують для розроблення ґрунту під час улаштування* траншей різної глибини і ширини. Бульдозери призначені для різання та переміщення ґрунту на відстань до 100 м; скрепери нарізають і транспортують м’які та сипкі ґрунти на відстань понад 100 м. Спосіб виконання робіт залежить від технічних рішень проекту земляних споруд, виду ґрунту, обсягів земляних робіт, наявності ґрунтових вод, пори року та інших умов, які враховують у процесі розроблення технологічної документації.
Розроблення ґрунту бульдозерами. Бульдозер — це землерийно-транспортна машина на базі колісного чи гусеничного тракто
ра, оснащеного спеціальним відвалом (рис. 2.10).
За допомогою бульдозера виконують землерийно-транспортні та планувальні роботи у разі переміщення ґрунту на відстань, яка не перевищує 100 м. Бульдозери застосовують для виконання таких видів робіт:
—розроблення ґрунту в котлованах і траншеях;
—зведення насипів заввишки до 2 м з однобічних чи двобічних резервів;
— зрізування ґрунту на косогорах;
— зрізування родючого шару ґрунту в основах земляних споруд з переміщенням його у тимчасові відвали;
— засипання котлованів, траншей, ярів, ям тощо;
— планування території.
Для бульдозера характерний циклічний спосіб роботи.
Зрізування і транспортування ґрунту на відстань до 50 м доцільно виконувати за човниковою схемою, за якої бульдозер після відсипання повертається у вихідне положення заднім ходом. Це дає можливість економити час на поворотах. У такому разі тривалість циклу роботи бульдозера становитиме
“ ^3 ^з. х»
де t3, tjy tB, t3X — час, c, відповідно на зрізування ґрунту, на його транспортування, на відсипання та зворотний шлях.
Для переміщення ґрунту на відстані 51 — 100 м рекомендується використовувати еліптичну схему розроблення, за якою тривалість циклу роботи становить
— ^3 + *т + + ^з. х ^р»
![]() |
де £р — час на розворот бульдозера, с.
V^fiH""""""J
10-20’
Якщо коефіцієнт корисної дії (К) бульдозера під час його руху по горизонтальній ділянці (поз. 2) прийняти за 1, то в першому випадку (поз. /) К < 1, у другому (поз. 2) відповідно К = 1, у третьому (поз. З) — К > 1. Отже, роботу бульдозера потрібно організовувати так, щоб завжди мати найбільший ефект. Так, у разі різання та переміщення ґрунту під кутом 10 — 20° продуктивність бульдозера підвищується у 1,5 — 2,5 раза.
Вирівнювання майданчиків. До початку будівельних робіт поверхню відведеного під будівництво майданчика потрібно вирівняти. Природний рельєф поверхні майданчика вирівнюють зрізуванням ґрунту, розміщеного вище від проектних позначок, і переміщенням та підсипанням його в місця, розташовані нижче за проектні позначки (рис. 2.11, а). Для зменшення втрат ґрунту під час його переміщення застосовують
![]() |
траншейний спосіб виконання робіт (рис. 2.11, б). При цьому ґрунт розробляють окремими траншеями завглибшки 40 — 50 см з гребенями між ними завширшки 50 —120 см, які після розроблення основної маси ґрунту зрізують. Крім того, застосовують також спарену, або групову (рис. 2.12), роботу бульдозерів, коли поряд два або три бульдозери переміщують ґрунт з однаковою швидкістю. На горизонтальних ділянках зрізування легких ґрунтів здійснюють тонкою стружкою однакової товщини або клинуватою, а при зрізуванні щільних ґрунтів — гребінчастим профілем (рис. 2.13).
Розроблення ґрунту скреперами. Скрепер — це землерийно-транспортна машина, робочим органом якої є ківш із ножем у передній його частині (рис. 2.14, а). Розрізняють такі види скреперів: причіпні, на — півпричіпні та самохідні. Переміщення ґрунту причіпними скреперами
![]() |
/// м м ш м м wap ягт
Рис. 2.13. Схема різання грунту:
/ — різання тонкою стружкою однакової товщини; 2 — те саме, клинуватим профілем; З — те саме, гребінчастим профілем
О
з ковшем місткістю до 5 м здійснюють на відстань до 300 м, із ковшем місткістю 6,0 — 10 м3 — до 750 м, з ковшем місткістю до 15 м3 — до 1000 м, напівпричіпними та самохідними скреперами — на відстань 500 — 5000 м. Під час зрізування ґрунту скрепери можуть рухатися за еліпсом, «вісімкою», зигзагом, за спіраллю (рис. 2.14, б — г). Перевагу віддають схемі, яка забезпечує мінімальний шлях транспорту без ґрунту, без крутих поворотів.
Еліптичну схему руху застосовують у разі вертикального планування майданчиків, розроблювання виїмок з укладанням ґрунту і зведення ґрунтових насипів бокових резервів.
Схему руху «вісімкою» застосовують під час виконання тих самих робіт, що і за еліпсом, але за більшої довжини фронту робіт.
Схему руху за спіраллю використовують у випадку улаштування широких, невисоких насипів з пологими з’їздами та двобічними резервами, широких, мілких виїмок, а також під час виконання робіт з вертикального планування майданчиків.
Схему руху зигзагом застосовують для зведення насипів з однобічних або двобічних резервів великої довжини із використанням колони скреперів, які рухаються один за одним. Робота скрепера відбувається у такій послідовності: під’їжджаючи до місця набору ґрунту, машиніст опускає ківш і піднімає заслінку. Під час руху трактора починається набір ґрунту (рис. 2.15, /). Після наповнення ковша машиніст піднімає його і скрепер набуває транспортного положення (рис. 2.15, 2). У місці розвантаження машиніст за допомогою пересувного щитка розвантажує набраний ґрунт (рис. 2.15, 3). Різати ґрунт скреперами, як і бульдозерами, можна стружкою однакової товщини, клинуватим і гребінчастим профілем (див. рис. 2.13).
Цикл роботи скрепера складається з таких операцій:
Рис. 2.14. Розроблення ґрунту скрепером:
а — загальний вигляд; б — г — схеми роботи (б — еліптична; в — «вісімкою»; г — за спіраллю); / — завантаження ґрунту; 2 — розвантаження
![]() |
![]() |
де t3, tc, tpi tn — тривалість відповідно завантаження ковша, руху завантаженого скрепера, розвантаження скрепера, руху порожнього скрепера, с.
Розроблення ґрунту одноківшевими екскаваторами. Близько 45 % земляних робіт виконують одноківшевими екскаваторами. За їх допомогою риють котловани, траншеї, влаштовують насипи, виїмки, завантажують ґрунт у транспортні засоби і т. д. Особливістю одноківшевих екскаваторів є їх універсальність, тобто можливість використання різного змінного обладнання:
• прямої лопати (рис. 2.16) — для розроблення ґрунтів, розміщених вище від рівня стоянки екскаватора з обов’язковим завантаженням ґрунту в транспортні засоби;
• зворотної лопати (рис. 2.17) — для розроблення ґрунтів, розміщених нижче за рівень стоянки екскаватора, із завантаженням ґрунту в транспортні засоби або укладанням його у відвал;
![]() |
![]() |
Рис. 2.16. Екскаватор, обладнаний прямою лопатою: а — загальний вигляд; б — основні технологічні параметри: а — крок переміщення екскаватора (відстань між двома стоянками); Щ — радіус габаритної зони встановлення екскаватора; R — найменший радіус копання на рівні стоянки; /?2 — найбільший радіус копання на рівні стоянки; R3 — найбільший радіус копання; /?р — радіус розвантаження; Яро3р — висота розробки; Лпр — ширина проходження; — відстань від осі переміщення екскаватора до осі дороги; 0q — середній кут повороту на розвантаження
• грейфера (рис. 2.18) — для риття колодязів, вузьких глибоких котлованів, траншей тощо;
• драглайна (рис. 2.19) — для розроблення ґрунтів, розташованих нижче ніж рівень стоянки екскаватора, в глибоких і широких котлованах. Розроблення відбувається із завантаженням ґрунту в транспортні засоби або укладанням його у відвал.
Крім того, екскаватор може нести на собі обладнання для забивання паль, розпушування мерзлих ґрунтів і т. д. Одноківшеві екскаватори випускають з механічним та гідравлічним приводами.
Екскаватори з прямою лопатою розробляють ґрунт у виїмках способами лобового (поздовжнього) та бокового забоїв (рис. 2.20). Лобові забої бувають вузькими (ширина проходки становить 0,8 — 1,5 розміру найбільшого радіуса різання /?тах), нормальними (завширшки 1,5 —
|
|
![]() |
|
|
|
t
1,8 Rm3iX ), розширеними (завширшки більше ніж 2 Rmax ). Розроблення виїмок способом лобового забою ускладнює роботу транспортних засобів, подовжує цикл роботи екскаватора і знижує його продуктивність. Під час роботи боковим забоєм екскаватор може розробляти ґрунт перед собою та з одного боку від себе. Положення екскаватора відносно землевозних шляхів у боковому забої дає можливість використовувати для транспортування ґрунту не тільки автосамоскиди, а й, за потреби, тракторні візки, залізничний транспорт, транспортери. Основні технічні параметри екскаватора (див. рис. 2.16, б): найменший та найбільший радіуси копання на рівні стоянки і R2 найбільший радіус копання на найбільшій глибині R%, довжина переміщення а висота розроблення #ПГІ • радіус розвантаження /?п.
розр r ‘J г р
Екскаватори зі зворотною лопатою розробляють ґрунт під час улаштування траншей і котлованів. Розроблення ґрунту ведуть лобовими і боковими проходками. Лобові проходки застосовують переважно для розроблення виїмок осьовою проходкою, а бокові — для розроблення невеликих котлованів (рис. 2.21). Перевага віддається розробленню ґрунту лобовими або торцевими забоями, тому що у разі розроблення боковими забоями ширина виїмки завжди менша, ніж у випадку торцевого, і не перевищує одного радіуса копання, при цьому екскаватор розробляє ґрунт у положенні найменшої стійкості, що спричинює постійну стурбованість щодо стійкості машини. Розміщення екскаватора над забоєм дає змогу розробляти ґрунт у виїмках з високим рівнем ґрунтових вод без допоміжних заходів для його зниження. Основні технологічні параметри екскаватора такі: найменший радіус копання на рівні стоянки найбільший радіус копання на рівні стоянки R2 найбільший радіус копання на максимальній глибині; найбільша глибина копання #тах; Радіус розвантаження; величина переміщення екскаватора d, радіус габаритного встановлення екскаватора Rq (див. рис. 2.17, б).
Екскаватори, обладнані драглайном, мають стрілу великих розмірів та ківш на гнучкій підвісці. їх застосовують для розроблення кар’єрів, виїмок значних розмірів із вивантаженням ґрунту у відвал або в транспортні засоби. Розроблення ґрунту ведуть нижче від рівня стоянки драглайна. Глибина копання може досягати 20 м, а найбільший радіус копання на рівні стоянки — 26 м. Для підвищення продуктивності екскаватора застосовують човникові способи розроблення ґрунту із заїздом автосамоскидів на дно виїмки, безпосередньо до того місця забою, з якого виймають ґрунт (рис. 2.22).
Рис. 2.20. Схеми роботи екскаватора з прямою лопатою забоями: а — г — лобовими (а — при вузькому забої; б — при забої паралельної ширини; в — при розширеному забої до 2,5#; г — при розширеному забої до 3,5#); д — бічним; 1 — автосамоскид; 2 — вісь забою; 3 — центр ваги забою; 4 — екскаватор; 5 — вісь переміщення екскаватора; 6 — вісь руху автосамоскида; 7 — місця стоянок екскаватора; #р — радіус різання; #тах — максимальний радіус різання; #ст — радіус на рівні стоянки екскаватора
|
За поперечно-човникової схеми ґрунт поступово розробляють з двох боків від автосамоскида. Розвантажують ківш під час переміщення його зліва направо або навпаки. Коли ківш опиняється над кузовом машини, екскаваторник розвантажує його, не припиняючи руху стріли.
За поздовжньо-човникової схеми ґрунт набирають перед заднім бортом машини, потім переміщують його в напрямку до автосамоскида. Розвантаження ковша відбувається в ту мить, коли він зависає над кузовом.
Застосування човникових схем значно скорочує робочий цикл екскаватора і підвищує його продуктивність. Цьому сприяє зменшення кута повороту стріли та скорочення часу на підняття ковша для розвантаження, оскільки висота підняття ковша визначається не висотою забою, а висотою кузова самоскида.
Екскаватори, обладнані грейферами, застосовують для розроблення котлованів під окремо розміщені споруди складного профілю, котлованів під окремі колодязі, окремих фундаментів, опор ліній електропередачі, для розроблення глибоких вузьких траншей під захистом глинистих суспензій, для роботи на обмеженій площі, зворотного засипання ґрунту і т. д. (рис. 2.23).
Розроблення ґрунтів багатоківшевими екскаваторами. Багатоківшеві екскаватори — це землерийні машини безперервної дії. Залежно від конструкції робочого органа розрізняють роторні та ланцюгові багатоківшеві екскаватори.
За характером переміщення машини та за напрямком руху ковшів їх поділяють на екскаватори поздовжнього (траншейні) та поперечного
Рис. 2.22. Способи розроблення забою екскаватором-драглайном: а — поперечно-човниковий; б — поздовжньо-човниковий; в — вигляд збоку; 1 — автосамоскид; 2 — опускання ковша в забій і набирання ґрунту; 3 — закінчення набирання ґрунту та піднімання ковша; 4 — розвантаження ковша |
копання. Багатоківшевими екскаваторами розробляють ґрунт у відвал або із завантаженням на транспорт.
Ланцюгові екскаватори (рис. 2.24, а) застосовують для риття траншей завглибшки до 1,7 м і завширшки 0,43 м. Екскаватор оснащено ківшевою похилою рамою. Ґрунт відсипається у відвал тільки з правого боку траншеї за допомогою стрічкового конвеєра.
|
|
|
Роторні екскаватори (рис. 2.24, б) застосовують для улаштування траншей завглибшки 1,4 — 3,0 м і завширшки 0,6 —1,2 м. У комплект екскаватора входять трактор та навісне роторне колесо, облаштоване десятьма парами ковшів із зубами.
Відсипання ґрунту у відвал здійснюється стрічковим конвеєром. Із метою підвищення контролю за якістю розроблення ґрунту на цих екскаваторах установлюють різні прилади, які в автоматичному режимі забезпечують заданий поздовжній уклон дна траншеї, потрібну глибину копання, напрям переміщення екскаватора.
Розроблення ґрунту гідромеханічними способами. Для розроблення ґрунту гідромеханічними способами застосовують гідромонітори та землесосні снаряди. Цими способами зводять гідротехнічні споруди, будують дороги, готують великі за площею території під забудову, розробляють виїмки, добувають будівельні матеріали і т. д. Гідромеханізація має низку переваг перед іншими способами. Це значна концентрація виробничих потужностей, безперервність технологічного процесу та високий рівень комплексної механізації розроблення, транспортування й укладання ґрунту та інші. Найбільшої ефективності досягають за таких умов: річний обсяг робіт має бути більш як 100 тис. м3 ґрунту, наявність легкорозмивних ґрунтів, забезпечення електроенергією та достатньою кількістю води (для гідро- моніторів); відстань транспортування пульпи має бути не менше ніж 300 м. Розроблення ґрунту здійснюють або за допомогою спрямованого струменя води поза межами водоймища (гідромоніторами), або відкачуванням ґрунту з дна водоймища (земснарядами).
За допомогою гідромоніторів розробляють котловани, траншеї, кар’єри та інші виїмки (рис. 2.25). Гідромоніторна установка складається з насосної станції, напірного водопроводу, гідромонітора, ґрунтонасоса, пульпопроводу. Залежно від міцності розроблюваного ґрунту воду до гідромонітора подають під тиском від 2,5 до 15 МПа. Залежно від розміщення гідромонітора відносно забою ґрунт розробляють знизу вгору — зустрічним забоєм і згори вниз — попутним забоєм. За першим способом гідромонітор установлюють внизу виїмки, розмивання ґрунту ведуть у нижній частині забою до моменту обвалення верхньої частини забою по лінії А —Б. У результаті падіння брила ґрунту роздрібнюється і ґрунт’ швидше розмивається водою. Такий спосіб дає
Рис. 2.26. Розроблення ґрунту плавучим землесосним снарядом з розбиванням території на карти намивання:
/ — всмоктувальна трубка; 2 — баржа із землесосом; З — папільо — нажні палі; 4 — плавучий пульпопровід; 5 — береговий пульпопровід; І — карта, на якій виконують обвалування; // — карта, на якій ведуть монтаж пульпопроводів; III — карта, яку намивають
можливість підвищити продуктивність гідромоніторної установки. Недоліком зустрічного забою є те, що трубопровід, гідромонітор і робітники розміщені в зоні підвищеної вологості, що вкрай негативно позначається на стані здоров’я робітників.
Цього недоліку можна позбутися, встановивши гідромонітор за другим способом — на бровці виїмки. Розроблення ґрунту в цьому разі ведуть так званим попутним забоєм, за якого поліпшуються мікрокліматичні умови для робітників, які перебувають на верхній сухій частині забою, поліпшується відтік пульпи під впливом попутного струменя води.
Недоліком цього способу є те, що струмінь води спрямовується в забій майже дотично до площини розмивання ґрунту, в результаті чого знижується продуктивність гідромоніторної установки.
За допомогою землесосних снарядів (земснарядів) (рис. 2.26) розробляють ґрунт, розташований під водою. У водоймищах підводне розмивання ґрунту здійснюють за допомогою плавучих земснарядів. Ґрунт із дна водоймища всмоктується через трубу землесоса і по плавучих і наземних пульпопроводах надходить до місця намивання. Для забезпечення безперебійної роботи земснаряда територію розбивають на карти намиву, які обваловують за допомогою бульдозерів. По периметру карти здійснюють обвалування заввишки в середньому 1 м. Далі у міру намивання вали піднімають до проектних позначок. Намивають ґрунт пошарово. В роботі одночасно має бути не менш як три карти. За такої організації робіт на першій карті здійснюють обвалування, на другій — монтаж пульпопроводу, на третій — намивання ґрунту. В такій
послідовності відбувається переміщення фронту робіт по всій території намиву.
Розроблення ґрунту в зимових умовах можна поділити на два етапи: на першому етапі здійснюють підготовчі роботи до переробки ґрунтів, на другому — їх механічне розроблення.
У підготовчий період можуть бути рекомендовані такі заходи: запобігання промерзанню ґрунтів; розморожування ґрунтів; попереднє механічне розпушування ґрунтів; розроблення ґрунту із застосуванням енергії вибуху.
Для запобігання промерзанню ґрунтів застосовують два способи:
1) попереднє механічне оброблення поверхні ґрунту перехресним розпушуванням на глибину 60—120 см. У разі розроблення ґрунту на початку зими його достатньо переорати плугами на глибину до 35 см і заборонувати на глибину 10—15 см;
2) за можливості утеплення поверхні площі розроблення теплоізоляційними матеріалами (торфом, тирсою тощо) або здійснення снігозатримання.
Для розморожування ґрунтів використовують переважно рідке і тверде паливо, гарячу пару та воду, електроенергію. При цьому застосовують три способи: поверхневий, за якого розморожування ведуть від поверхні в глибину мерзлої товщі; глибинний — нагрівальні пристрої занурюють нижче за глибину промерзання, ґрунт при цьому розтає знизу вгору; змішаний — розморожування здійснюється в двох напрямках одночасно — знизу вгору та згори вниз. Цей спосіб застосовують рідко через відсутність механічного обладнання для розпушування ґрунту; його також можна використовувати поблизу діючих підземних комунікацій та кабелів; за потреби розморожувати промерзлу основу під фундаменти і т. д.
Методи механічного розпушування широко застосовують у будівництві через те, що вони дають можливість комплексно механізувати процес, не потребують використання допоміжних теплоізоляційних матеріалів. Для розпушування застосовують навісні (статичні) розпушувачі, бурові та землерийно-фрезерні машини, молоти вільного падіння або молоти спрямованої дії.
Розроблення ґрунту в мерзлому стані полягає у нарізанні в мерзлому шарі блоків взаємно перпендикулярними борознами і видаленні блоків за межі виїмки механізованими способами (рис. 2.27).
Розпушування ґрунту із застосуванням енергії вибуху є найдешевшим і найефективнішим способом, застосованим на відкритих місцевостях, однак у міських умовах його використовують рідко. Цей спосіб дає можливість скоротити витрати праці на відповідну підготовку фронту робіт і водночас отримати добре подрібнений мерзлий масив. Вибухові роботи виконують за спеціально розробленими технологічними документами.
Після розпушування вибухом розроблюють ґрунт механізованим способом за технологією та схемами, як за звичайних умов. Єдиною умо-
Рис. 2.27. Розроблення мерзлого ґрунту великими блоками: а — переміщення блоків тракторами; б — видалення блоків із забою будівельним краном; / — барова машина; 2 — бульдозер; 3 — стоянки крана; 4 — автосамоскид; 5 — фрикційний захват |
вою при цьому може бути те, що підготовлений ґрунт не можна залишати надовго, щоб не допустити повторного його замерзання.
Проектування потокової організації виконання робіт. Зведення будь-якого об’єкта має здійснюватися за затвердженим проектом виконання робіт, одним із розділів якого є технологічна документація на виконання земляних робіт. їх доцільно здійснювати потоковими методами, які забезпечують рівномірність та безперервність окремих технологічних процесів. Вибір раціональних способів виконання земляних робіт має забезпечити проведення їх упродовж заданих термінів за таких умов: максимальна механізація, використання сучасної техніки та прогресивних методів, створення умов для підвищення продуктивності праці і отримання найвищих техніко-економічних показників. Для досягнення максимальної інтенсивності земляну споруду треба поділити на захватки. Розчленування споруди на захватки, визначення черговості та прийнятного темпу земляних робіт належить пов’язати в
|
б Рис. 2.28. Організація процесу виконання земляних робіт: а — за вертикального планування майданчика; б — за улаштування котловану; 1 — розбивання майданчика; 2 — розпушування ґрунту; 3 — розроблення, переміщення та вирівнювання ґрунту; 4 — ущільнення ґрунту окремими шарами; 5 — остаточне планування майданчиків; 6 — розроблення котловану; 7 — виїмка ґрунту; 8 — транспортування ґрунту у відвал; 9 — улаштування траншей із зачищенням дна |
календарному плані з термінами виконання усього комплексу робіт зі зведення підземної та надземної частин будівлі чи споруди.
Важливим показником розроблення земляних споруд є закладення в технологічних документах (технологічних картах) способів комплексної механізації земляних робіт.
Для забезпечення безперервності робіт потрібно, щоб експлуатаційна змінна продуктивності допоміжних машин (що входять до комплек-
ту) дорівнювала або на 10—15 % перевищувала продуктивність основної машини.
Кількість транспортних одиниць за циклічного завантаження ґрунтом визначають з огляду на умову забезпечення безперервної роботи землерийної машини за формулою
NT = („/(„ ■
де NT — кількість транспортних одиниць, шт.; £ц — тривалість виробничого циклу транспортного засобу, хв; tn — тривалість завантаження транспортного засобу, хв.
Тривалість виробничого циклу визначають за формулою
, .2/ 60 f,
Ы “ Ч + ~v~~ + tP + *м»
кср
де І — відстань між пунктами завантаження та розвантаження, км; VCp “ середня швидкість руху транспортних засобів, км/год; tp — тривалість розвантаження транспортної одиниці, хв; tM — тривалість маневрування під час вантажно-розвантажувальних робіт, хв.
Остаточно комплект машин обирають, порівнюючи кілька варіантів. Після остаточного вибору комплекту складають диспетчерський графік, який дає змогу регулювати рух транспортних засобів.
Приклад комплексного процесу земляних робіт наведено на циклограмах, за допомогою яких здійснюється узгодження складових окремих процесів (рис. 2.28).
Кладка многослойных наружных стен
С целью улучшения тсплофизических свойств, экономии стеновых материалов и снижения массы зданий их наружные стены из мелкоштучных кладочных материалов могут быть выполнены многослойными:
♦ смешанная кладка (в два слоя) — из двух видов каменного материала, например, из кирпичам искусственных камней, кирпича и природных тесаных камней и др., в том числе и кладка с облицовкой;
♦ облегченная кладка (втри и более слоев) — между слоями каменного материала имеют прослойки из теплоизоляционных материалов, воздуха и др.;
♦ наружная тепловая изоляция стен зданий.
Смешанная кладка. При использовании смешанной кладки стен из различных материалов повышается архитектурная выразительность зданий и атмосферо — стойкость конструкций, улучшаются теплозащитные свойства стен за счет применения пористых или пустотелых каменных материалов с низкой плотностью.
Для облицовки стен, выполняемой одновременно с кладкой, используют: лицевой (отборный, окрашенный или офактуренный) кирпич и керамические или силикатные камни и плиты; тонкопиленые плиты из природного камня, а также пустотелые или кессонные (имеющие по периметру ребро) керамические плиты и блоки; бетонные вибропрсссованные камни, которые могут быть с каннелюрами, рустованные, с рваной поверхностью и т. д.
При смешанной кладке должна быть обеспечена надежная перевязка кладки основного материала с облицовочным. Рационально применять лицевой кирпич, плиты и камни, допускающие облицовку стены одновременно с кладкой без применения металлических креплений. Кладку выполняют на цементном растворе с перевязкой облицовочного слоя с основным массивом кладки стены тычковыми рядами.
Кладку из керамических камней и кирпича начинают с укладки тычкового ряда из кирпича. Затем выкладывают три ряда наружной версты из кирпича. Внутреннюю часть стены выкладывают из камней по цепной системе перевязки. Связь наружной версты, выложенной из кирпича, с остальной частью кладки обеспечивается тычковым рядом наружной версты и ложковым рядом кирпича (в забутке).
Кладку из кирпича и силикатного камня начинают с укладки тычкового ряда камней. Затем из кирпича выкладывают два ряда внутренней версты по цепной системе перевязки. Уложив из камней ложковую версту, выкладывают из кирпича внутреннюю часть стены, перевязывая ее с наружной верстой. Для лицевой поверхности используют кирпичи или камни с одинаковым оттенком и правильными гранями и углами.
Кладку из легкобетонных камней и кирпича ведут ярусами высотой не более 1,1 м с перевязкой кладок не реже, чем через каждые три ряда. Начинают кладку с укладки тычкового прокладного ряда, выкладываемого из кирпичей. Затем укладывают первый, второй и третий ложковые ряды кирпичной облицовки, после чего ряд из камней и т. д.
Для кладки стен из ячеистых блоков рекомендуется применять легкие кладочные растворы, приготовленные на цементном или цементно-известковом вяжущем и легких заполнителях. В зоне опирания перекрытия рекомендуется укладывать ряд кирпича «плашмя» на растворе. Для зданий более трех этажей в местах опирания плит перекрытия и перемычек, как правило, ставят сетку из арматуры класса S500 диаметром 5 мм с ячейкой 70×70 мм.
Для облицовки стен одновременно с их кладкой, кроме плоских, применяют следующие типы защемляемых кладкой плит:
♦ кессонные, для заделки ребер которых в процессе кладки оставляются борозды соответствующего профиля;
♦ L-образной формы, устанавливаемые полкой на кладку с защемлением последующей кладкой, выполняемой на высоту данного ряда плит;
♦ Г-образной формы, которые навешивают горизонтальной полкой на стену, выложенную на высоту одного ряда плит.
При кладке с одновременной облицовкой защемляемыми плитами следует учитывать разницу в обжатии и усадке раствора в швах стен и облицовки. Горизонтальные швы заполняют раствором в процессе облицовки и кладки при высоте стены до Юм. При высоте сверх 10 м в нижней части стен швы остаются не заполненными до момента, когда нагрузки на стену достигнут не менее 85% проектных.
Вертикальные швы в облицовке заполняют раствором в процессе возведения стен. Подвижность цементно-песчаного раствора должна соответствовать глубине погружения стандартного конуса 6—8 см; раствора, применяемого для заливки пазух, — 8—10 см. Плоские плиты одновременно с кладкой укладывают с прокладными рядами или с креплением металлическими деталями.
Установку с прокладными рядами производят с чередованием прислонных и прокладных рядов облицовки. Сначала укладывают угловые и маячные плиты. Затем натягивают причалку и по шнуру устанавливают промежуточные элементы облицовки, закрепляя их временными связями, после чего выкладывают внутреннюю часть стены, устанавливают металлические связи, заделывают их в кладку.
При кладке с одновременной облицовкой ширину зоны материалов увеличивают до 1,5 м, а мктериалы размещают в два ряда: в первом, ряду — кирпич, во втором — облицовочные материалы
Облегченная кладка. Облегченная кладка является теплосберегающей и состоит из двух продольных стенок (облицовочный и внутренний слои) и воздушной прослойки, которая может быть заполнена утеплителем (теплоизоляционный слой), внешний вид стен при этом не отличается от привычных однослойных.
Облицовочный слой наружных стен, обеспечивающий архитектурные и эстетические качества фасадов зданий, должен обладать требуемой долговечностью и с надлежащей степенью надежности защищать теплоизоляционный слой от опасных внешних воздействий (ультрафиолетовое излучение, атмосферная влага, открытый огонь и т. д.), способных привести к изменению эксплуатационных свойств теплоизоляционного материала.
Внутренний слой наружных стен является несущим. Он обеспечивает восприятие собственного веса (возможно, и веса вышерасположенных конструкций — перекрытий, оборудования и др.), а также веса теплоизоляционного и облицовочного слоев и действующих на стены или их отдельные участки в стадиях возведения и эксплуатации внешних силовых и температурных факторов.
Теплоизоляционный слой, толщина которого определяется теплотехническим расчетом, обеспечивает требуемое нормативное сопротивление теплопередаче ‘наружных стен (по современным нормам — для стен из штучных материалов — не менее 2,0 м2 • °С/Вт).
Облицовочный слой. Наружный слой стены, обычно толщиной 120 мм (полкирпича), кладётся из облицовочного кирпича, камней керамических или силикатных, из цементно-песчаных вибропрессованных блоков-оболочек, лицевых каменных материалов и т. д.
Для обеспечения трешиностойкости облицовочного слоя при сезонных колебаниях температур и усадке кладки в нем прсхіусматривают деформационноусадочные швы, устраиваемые на всю высоту здания или облицовочного слоя с шагом не более:
♦ для стен с облицовочным слоем из силикатного кирпича, вибропрсссован- ного кирпича и блоков повышенной пустотности — 6 м;
♦ для стен с облицовочным слоем из керамического (глиняного) кирпича — 9 м.
При поворотах наружных стен швы располагают на расстоянии не более половины указанных значений и не менее 1 м от точки пересечения плоскостей наружных поверхностей стен.
При высоте наружных стен или их отдельных участков более 15 м предусматривают горизонтальную разрезку облицовочного слоя на температурные отсеки.
Деформационно-усадочные швы облицовочного слоя должны исключать возможность проникновения атмосферной влаги в толщу стены. Вертикальные и горизонтальные зазоры деформационно-усадочных швов облицовочного слоя заполняются герметизирующими или уплотняющими материалами (бутил-кау — чуковой мастикой или уплотняющими микропористыми резиновыми или по — лихлорвиниловыми прокладками).
Внутренний слой. Внутренний несущий слой кладут из стеновых материалов любого типа, атолщину его определяют расчетом по несущей способности и устойчивости. При кладке из кирпича она обычно составляет 120 мм для самонесущих стен и несущих стен под монолитные или деревянные перекрытия в коттеджах, 250 мм — для несущих стен в домах до пяти этажей и 380 мм — в более высоких зданиях.
Для исключения трещинообразования в кладке облицовочного и внутреннего слоев из кирпича всех видов в местах поворота наружных стен предусматривается конструктивное армирование плоскими сварными каркасами с продольными стержнями диаметром 4—5 мм или отдельными стержнями (см. рис. 6.8, г). Шаг каркасов по высоте составляет не более 500 мм, а длина армируемых участков — не менее 500 мм.
При опирании внутреннего слоя на несущие элементы (балки, плиты и т. д.), работающие на изгиб, при пролетах 3 м и более в нижней зоне кладки с первого шва предусматривается конструктивное непрерывное армирование плоскими каркасами с продольными стержнями диаметром 4 мм. Количество армированных швов зависит от пролета несущего элемента (балки, перемычки, плиты и т. д). При пролете до 4,5 м устраивают один шов, от 4,5 до 6,0 м — два, от 6,0 до 7,5 м — три и т. д.
Арматурные связи в виде сварных арматурных сеток устанавливают в горизонтальных швах кладки на уровне перекрытий по углам, в местах примыкания продольных стен к поперечным, а также на уровне верха и низа простенков.
Завершают облегченную кладку тремя-четырьмя рядами сплошной кладки с использованием металлического армирования в виде сетки или прутков.
Связи слоев. Связь между облицовочным и внутренним слоями могут обеспечивать поперечные вертикальные стенки-диафрагмы (рис. 6.11, а), которые располагают на расстоянии 1 м друг от друга (по теплотехническим требованиям — не менее 760 мм). Каждый кирпич в диафрагме устанавливают с зазором 2—3 см относительно кирпича наружного ряда. В целях утепления этот зазор раствором не заливают (за исключением периметров оконных и дверных проемов). Такая кладка называется колодцевой (системы Герарда и Попова-Орлянкина), она была предложена более 60 лет назад и успешно применялась при строительстве в СССР в годы первых пятилеток.
Кирпичные диафрагмы можно замснитьгибкими связями (рис. 6.11, б): стальными, полимерными или стеклопластиковыми прутками диаметром 2-8 мм. Прутки следует устанавливать на расстоянии не более 1 м друг от друга. Между облицовочным и несущими слоями никаких иных связей нет, сплошная кладка отсутствует даже по контуру оконных и дверных проемов.
Стальными элементами связей служат в основном стержни диаметром 6 мм класса S240 (AI). Обычные малоуглеродистые стали должны иметь антикоррозионное покрытие.
Связи слоев наружных стен должны иметь надежную анкеровку и не допускать возможности не предусмотренного расчетами деформирования слоев из плоскости. В пределах утеплителя гибкие связи укладывают в слое цементного раствора толщиной не менее 30 мм (растворные диафрагмы).
Теплоизоляционный слой. Теплоизоляционные слои наружных стен (обычно 50— 150 мм) следует устраивать с применением засыпных, заливочных, плитных или рулонных материалов. Дело в том, что пустоты не являются идеальным тепло-
![]() |
изолятором. Конвективный теплообмен (перенос теплоты от движения воздуха в неравномерно нагретой газообразной среде) снижает ожидаемый эффект тепловой изоляции. Для устранения этого недостатка пустоты заполняют пористым материалом, причем, чем он легче, тем стены «теплее». Теплоизоляционный слой должен быть, по возможности, однородным, не иметь разрывов, трещин и других дефектов и повреждений, снижающих теплозащитные характеристики стен.
В качестве теплоизоляционных засыпок применяют минеральные вещества, смешанные с цементно-песчаными растворами (керамзит, легкий шлак, легкий бетон, содержащие минимальный объем цемента). Хорошей засыпкой может быть смесь опилок, песка и извести-пушонки в соотношении по массе 2:2:1,
требующая поливки каждого слоя сметанообразным известковым раствором. Кладку выполняют ярусами высотой до 1 м в пределах всего периметра наружных стен. Засыпку укладывают слоями толщиной 400—500 мм со штыкованием.
Заливочным материалом в трехслойной стене между внешним и внутренним кирпичными рядами в основном служит легкобетонная смесь разной консистенции — в зависимости от проектных требований. После ее затвердевания стена приобретает большую прочность и имеет хорошую зашиту от наружного шума. Прочность стенового бетона может быть повышена путем его армирования5.
Удобнее всего в облегченной кладке использовать плитные утеплители. Плитный утеплитель устанавливают между диафрагмами ярусами вплотную к внутреннему слою стены, соблюдая полное примыкание плит друг к другу и к диафрагмам. Их прикрепляют к внутренней поверхности стены с помощью битумных или синтетических связующих, фиксаторов-полосок, стержней из стеклопластика и стали со специальными упорами, специальных шурупов и др. Стыки между плитами, устанавливаемыми в несколько слоев, следует устраивать вразбежку не менее 100 мм в смежных слоях.
Наружные стены в основном проектируются с устройством вентилируемой воздушной прослойки толщиной 10—40 мм — тип «экран». Фиксаторы-полоски длиной 150-200 мм могут быть вырезаны из тех же плит и установлены у верхних краев враспор к утеплителю и наружной стене на расстоянии 50—60 см друг от друга. В результате утеплитель закрепляется в вертикальном положении, а между утеплителем и наружной стеной остается необходимый воздушный зазор.
Для вентиляции воздушной прослойки в облицовочном слое предусматривают специальные продухи (отверстия) общей площадью не менее 150 см2 на 20 м2 стены фасада. Их выполняют по высоте стены не более чем через 3 м. Верхние продухи предусматривают в карнизной части стены. В качестве отверстий могут служить оставляемые в стене проемы или несколько швов кладки, не заполненные раствором в определенном порядке. Для этих целей также можно использовать щелевой кирпич, уложенный таким образом, чтобы через отверстия в воздушную прослойку мог свободно проникать наружный воздух.
Продухи, как правило, устраивают с шагом по длине стены:
♦ при жестких связях облицовочного и внутреннего слоев кладки стены, устраиваемыми сплошными из кирпича — в каждом отсеке;
♦ при жестких дискретных (прерывистых) связях слоев — с шагом не более 3 м;
♦ при гибких связях слоев — с шагом не более 6 м.
Попадание раствора в вентилируемую прослойку в процессе ведения кладки недопустимо. Для предотвращения проникновения в толщу стены мелких грызунов и птиц вентилирующие проемы закрывают специальными защитными приспособлениями (стальными сетками, решетками и т. д.) с ячейками размером не более 5 мм.
СПОСОБЫ УКЛАДКИ БЕТОННОЙ СМЕСИ
Качество бетона в сооружении во многом зависит от правильной укладки бетонной смеси при бетонировании. Смесь должна плотно прилегать к опалубке, арматуре и закладным частям сооружения и полностью (без каких-либо пустот) заполнять объем бетонируемой части сооружения.
Обычно процесс укладки разделяют на две операции: распределение поданной в конструкцию бетонной смеси и уплотнение ее на месте укладки.
Наиболее распространена схема бетонирования с укладкой горизонтальных слоев толщиной 30—50 см по всей площади бетонируемой части сооружения (блока) (рис.43, а). Все слои укладывают в одном направлении и одинаковой толщины. Бетонируют блок непрерывно на всю высоту.
Трудоемкость распределения зависит от способа подачи бетонной смеси в блок, ее подвижности и толщины укладываемых слоев.
Если бетонная смесь может быть подана на любой участок бетонируемого сооружения, то трудоемкость операции распределения сводится к минимуму, если нет, то приходится горизонтально перемещать бетонную смесь. При укладке перекидывать ее во избежание расслоения можно лишь в исключительных случаях: двойная перекидка недопустима.
От подвижности и жесткости бетонной смеси зависит форма конуса, образующегося после выгрузки ее из транспортных средств. Жесткая бетонная смесь образует конус с крутыми откосами, подвижная—с пологими. Бетонную смесь, образующую конус с пологим откосом, распределять легче. Чем больше толщина укладываемых слоев бетонной смеси, тем меньше объем работ по ее распределению. Распределяют смесь в блоке с помощью малогабаритного бульдозера либо вручную лопатами.
Каждый уложенный слой тщательно уплотняют до начала укладки следующего.
Продолжительность укладки слоя ограничивается временем начала схватывания цемента. Перекрытие предыдущего слоя последу-
Рис. 43. Бетонирование горизонтальными слоями (а) и ступенями (б): / — уложенная бетонная смесь, 2 — новый слой бетонной смеси; И — не более 1,5 м |
ющим должно быть выполнено до начала схватывания цемента в предыдущем слое.
Время укладки и перекрытия слоев устанавливает лаборатория. Оно зависит от температуры наружного воздуха, условий и свойств применяемого цемента. Ориентировочно оно составляет около 2 ч.
Если время укладки слоя превысило установленный лабораторией срок, то при виброуплотнении последующего слоя нарушится монолитность бетона предыдущего слоя, поэтому бетонирование следует прекратить. Возобновлять бетонирование можно только при достижении бетоном прочности на сжатие не менее 1,5 МПа.
Момент достижения бетоном такой прочности определяет лаборатория.
В месте контакта ранее уложенной бетонной смеси со свежеуложенной образуется так называемый рабочий шов. Чтобы обеспечить хорошее сцепление ранее уложенной смеси со свежеуложенной, поверхность ранее уложенного слоя оставляют неровной (не заглаживают) и обрабатывают по правилам, изложенным в § 11.
Непосредственно перед бетонированием поверхность затвердевшего бетона покрывают цементным раствором толщиной 2—5 см или слоем пластичной бетонной смеси. Прочность затвердевших раствора или бетона в контактных слоях должна быть ни ниже прочности бетона конструкций. В особо ответственных случаях применяют коллоидный цементный клей с водоцементным отношением до 0,35, наносимый толщиной не более 5 мм на затвердевший бетон в рабочем шве перед продолжением бетонирования.
В массивах большей площади иногда невозможно успеть перекрыть предыдущий слой бетона до начала схватывания в нем цемента. В связи с этим на некоторых строительствах укладывают бетонную смесь ступенями (рис. 43, б) с одновременной укладкой 2— 3 слоев. При бетонировании ступенями отпадает необходимость перекрывать слои на всей площади массива. В этом случае применяют жесткую бетонную смесь и перекрывают только ступени.
Укладка ступенями допускается при соблюдении детально разработанной технологии бетонирования. Этот способ нйходит применение при бетонировании гидротехнических сооружений длинными блоками, имеющими отношение длины к ширине более 2. В отечественном строительстве имеются примеры бетонирования блоками длиной 70 и шириной 15 м.
В гидротехническом строительстве бетонируют также блоки большой площади сразу на всю высоту одним горизонтальным слоем толщиной до 100 см. В этом случае продолжительность укладки слоя не зависит от времени начала схватывания цемента. Но между каждым уложенным слоем и предыдущим образуется рабочий шов, требующий обработки в соответствии с правилами, изложенными В § 11. —
При бетонировании сооружений необходимо наблюдать за неизменностью положения опалубки, арматуры и закладных частей. Пока бетонная смесь не затвердела, некоторые смещения от проектного положения можно легко устранить.
Во время бетонирования необходимо систематически очищать арматуру, опалубку и закладные части от налипшего раствора, а также защищать бетонируемую конструкцию от дождя. Размытый дождем бетон из конструкции необходимо удалить.
Монолитные бетонные и железобетонные сооружения желательно возводить без швов. Но при строительстве крупных сооружений выполнить это требование полностью невозможно, так как в монолитных сооружениях под влиянием колебаний температуры и неравномерной осадки образовались бы трещины. Поэтому крупные бетонные и железобетонные сооружения разбивают на секции деформационными сквозными швами.
Деформационные швы заполняют прокладками против продувания или закрывают битумными шпонками (уплотняющей преградой) для водонепроницаемости (в гидросооружениях).
Сооружение или его секции между деформационными швами временно разбивают дополнительными швами на бетонируемые без перерыва меньшие части, называемые блоками или участками бетонирования. Разбивка на блоки требуется как для снижения усадочных и температурных деформаций бетона, связанных с тепловыделением при схватывании и твердении цемента, так и из-за ограничения площади бетонируемого участка, необходимого для своевременного перекрытия слоев при бетонировании. Такие швы называют строительными, или усадочными.
Поскольку большинство сооружений приходится бетонировать с перерывами (например, для установки опалубки и арматуры), то в местах перерыва бетонирования образуются рабочие швы. Их обычно совмещают со строительными и усадочными. Поэтому расстояние между строительными швами устанавливают в проекте с учетом условий производства работ на основе технико-экономических расчетов.
В целях ускорения и удешевления строительства целесообразно размеры блоков в плане принимать возможно большими, а следовательно, возможно большими и расстояния между строительными и рабочими швами, так как при этом уменьшается объем опалубочных и подготовительных работ на сооружении.
Кладка из камней правильной формы
Из искусственных камней в качестве стенового материала, воспринимающего значительные нагрузки, в основном используются керамические, силикатные и бетонные (втом числе вибропрессованные) камни. Масса камней для кладки наземной части зданий колеблется от 14 до 25 кг, бетонных камней для кладки фундаментов и стен подвалов — от 28 до 32 кг.
Кладку из бетонных камней применяют для возведения фундаментов, стен подвалов и других подземных конструкций, а также для тех наземных частей зданий и сооружений, где требуется высокая прочность и морозостойкость. Кладку из пустотелых и легкобетонных камней применяют для возведения наружных и внутренних стен и перегородок. Для обеспечения требуемых теплотехнических характеристик целесообразно при возведении стен зданий применять камни из ячеистого бетона. При этом трудозатраты при кладке стен из изделий из ячеистого бетона в два раза меньше, чем при строительстве зданий из кирпича.
Необходимо полностью заполнять раствором поперечные швы, что обеспечивает необходимые теплозащитные свойства кладки и ее прочность. Для этого сначала выкладывают наружную версту, затем забутку, после забутки — внутреннюю версту.
Наружные стены, выполненные из легкобетонных и пустотелых камней, штукатурят, чтобы предохранить их от увлажнения и быстрого разрушения.
Кладка из керамических и силикатных камней. Из керамических и силикатных пустотелых камней выкладывают преимущественно наружные стены отапливаемых зданий. Размеры камня (250ж 120х 138 мм) соответствуют объему двух кир —
ничей, уложенных плашмя, с учетом толщины шва между ними. Имеющиеся в камнях щели (пустоты) улучшают теплозащитные свойства кладки, что позволяет сократить толщину наружных стен на 20—25% и снизить массу на 20—30% по сравнению со стенами из обыкновенного кирпича.
Из камней допускается выполнять многорядную кладку, при этом 1 тычковый ряд должен быть:
♦ для кладки из керамических камней толщиной 138 мм — не более чем на 4 ряда кладки;
♦ для кладки из камней правильной формы высотой до 200 мм — не более чем на 3 ряда кладки.
Керамические и силикатные камни укладывают так, чтобы пустоты располагались в вертикальном направлении. Горизонтальное расположение пустот снижает прочность конструкции.
Кладку стен из пустотелых камней можно выполнять с засыпкой пустот и без засыпки. При кладке стен без засыпки пустот раствор для постели расстилают по ребрам камней (между пустотами). Кладку из керамического камня ведут на растворах с подвижностью 7—8 см, что исключает затекание растворной смеси в пустоты.
Последовательность укладки рядов в стенах различной ширины из керамических и силикатных камней приведена на рис. 6.10, а, б. Кладку начинают с укладки тычкового ряда наружной версты и выполняют по двухрядной системе перевязки швов с применением порядовок и причалок.
В отличие от кирпичной при кладке из керамического камня сначала выкладывают наружную версту, затем забутку, а потом внутреннюю версту. В углах и простенках для перевязки кладки используют неполномерные камни. Горизонтальные и поперечные швы полностью заполняют раствором.
При кладке тычкового ряда наружной версты (рис. 6.10, в) каменщик раскладывает камни насухо (наверстывает) ложковыми гранями на стену и расстилает раствор на длину 125—250 см, отступая от края на 15—20 мм. Далее разравнивает раствор кельмой, берет камень, наклоняя его, набрасывает раствор на ложковую грань. Затем, поддерживая камень кельмой, подносит его к месту укладки и, поворачивая, плотно прижимает к ранее уложенному камню, после чего осаживает нажимом руки. После укладки трех-четырех камней каменщик подрезает за один прием раствор, выжатый из швов и сбрасывает его на растворную постель.
При кладке ложкового ряда наружной версты (рис. 6.10, г) камни раскладывают у внутреннего края стены пустотами вверх и расстилают раствор грядкой. Каменщик, разровняв кельмой раствор на длине 50—60 см, берет камень и набрасывает раствор на его тычковую грань. Затем опускает камень на постель, плотно прижимает его к ранее уложенному камню и осаживает нажимом руки.
Раствор, выжатый двумя камнями ложкового ряда, подрезают кельмой за один прием.
|
Рис. 6.10. Последовательность и приемы укладки камней: а — последовательность кладки стен толщиной 510 мм из керамических пустотелых камней (цифрами указана последовательность кладки); б — то же, толщиной 380 мм из силикатных камней; в — приемы кладки тычкового ряда наружной версты из пустотелых керамических камней (цифрами указана последовательность операций); г — то же, из керамических пустотелых камней ложкового ряда наружной версты |
При кладке тычкового ряда забутки камни раскладывают на ложковые грани с небольшим свесом от края стены, вплотную один к другому. Затем готовят постель для горизонтального шва и расстилают раствор на ложковых гранях наверстанного ряда камней. Каменщик, разровняв кельмой раствор, двумя руками берет камни, поворачивая их, прижимает к ранее уложенным, после чего осаживает камни нажимом руки.
Тычковый ряд внутренней версты укладывают так же, как в забутке, только камни наверстывают на середину стены и раствор, выжатый тремя-четырьмя кирпичами, подрезают кельмой за один прием.
При кладке ложкового ряда внутренней версты камни наверстывают на середину стены и укладывают на раствор такими же приемами, как и в наружную версту.
Организация рабочего места при кладке из керамических камней, применяемые подмости, инструменты, приспособления такие же, как и при кирпичной кладке.
Кладка из ячсистобстонных камней. Изделия из ячеистого бетона можно резать, сверлить и фрезеровать (легче, чем из дерева). Любую часть блока можно без особых усилий отпилить с помощью пилы и разметочного угольника. Отверстия для розеток, выключателей — высверлить. Штрабы под проводку устроить вручную или с помощью электрофрезы.
Блоки изготавливают с ровными гранями или пазогребневые. Для защиты от попадания атмосферной влаги поддоны с блоками ячеистого бетона укрывают специальными полиэтиленовыми пакетами. Хранение осуществляют в штабелях не более двух ярусов по высоте.
Кладку из блоков ячеистого бетона выполняют на клеевом растворе на основе сухой смеси. При этом толщина шва не должна превышать 2—3 мм. Допускается кладка блоков из ячеистого бетона на цементно-песчаный раствор. Но в этом случае толщина шва составляет 10—15 мм, что влечет за собой снижение сопротивления теплопередачи стены. При использовании обычного раствора в сухую погоду необходимо предварительное увлажнение блоков.
Укладку первого ряда необходимо осуществлять особенно тщательно. Этот ряд является «фундаментом» для всех последующих рядов. Все блоки первого ряда укладывают на цементно-песчаный раствор, приготовленный в соотношении 1:3. Вначале кладут угловые блоки.
Дальнейшую кладку из блоков ячеистого бетона на клеевом растворе производят следующим образом.
Готовят клеевой раствор с помощью мешалки, закрепленной в электродрели с малой частотой вращения. Ч истое пластмассовое ведро наполняют водой в объеме, указанном в рецептуре приготовления (напечатанной на мешке), добавляют сухую смесь и перемешивают.
На боковую грань блоков первого ряда наносят клеевой раствор и производят их укладку. Раствор наносят на вертикальный шов с помощью специального зубчатого мастерка. Консистенция раствора должна быть такой, чтобы он легко и по всей площади вытекал через зубцы мастерка и видимые бороздки раствора не сливались.
При укладке пазогребневых блоков на боковые грани клей можно не наносить.
Каждый уложенный блок следует выравнивать с помощью резинового молотка. После укладки первого ряда удаляют все неровности с помощью рубанка, сметают пыль и мелкие осколки.
Когда первый ряд блоков аккуратно уложен, можно переходить к кладке второго ряда, горизонтальный шов которого, как и всех последующих рядов, заполняют клеевым раствором. При кладке необходимо соблюдать правила перевязки. Выступающий из шва раствор не затирают, а удаляют с помощью мастерка.
Технология бутовой и бутобетонной кладки
Кладку из природных камней неправильной формы (бутовую и бутобетонную) выполняют по тем же правилам, что и из искусственных, с соблюдением системы перевязки.
Бутовая кладка. Бутовая кладка — каменная кладка, выполненная из природных камней, скрепленных раствором. Ее применяют для устройства фундаментов, кладки стен холодных помещений (складские помещения, хозяйственные постройки и т. п.), подвалов, цоколей зданий, подпорных стенок и других инженерных сооружений. Это экономически выгодно, особенно при использовании местных материалов.
Бутовый камень очищают. Крупные камни раскалывают (это называется плинтовкой), а булыжник может потребовать дробления. Кладка из естественного камня часто требует подбора и сортировки камня, а кладка из булыжника может потребовать еще и дробления.
Камни кладут рядами, причем подбирают и подгоняют их так, чтобы по возможности создать одинаковую высоту слоя кладки (от 20 до 30 см) и горизонтальность швов. На верстовые ряды, а также углы и пересечения стен идут более крупные постелистые камни, на лицевую сторону кладки из булыжника желательно выводить камни нс колотой стороной. Слоистые камни нельзя укладывать на ребро, их следует располагать в кладке с горизонтальной ориентацией слоев.
Кладку бутовых степ и столбов ведут’ярусами высотой до 1 —1,2 м при толщине стены 0,6—0,7 м. Когда стены толще высоту яруса понижают. Разница в высоте смежных участков кладки фундаментов не должна превышать 1,2 м. Для увеличения прочности кладки она может быть армирована мягкой проволокой диаметром 4—10 мм.
При устройстве фундаментов первый ряд из крупных постелистых камней высотой 15—20 см выкладывают насухо с тщательной расщебенкой пустот, утрамбовкой камней и последующей полной заливкой жидким раствором всех пустот. Далее ряды бутовой кладки устраивают одним из двух способов: «под лопатку» или «под залив».
Кладку «под лопатку» (рис. 6.9, а) ведут из постелистых камней наиболее правильной формы горизонтальными рядами толщиной до 0,25 м.
Рис. 6.9. Бутовая кладка: а— «под лопатку»; б — «под залив»; в — организация рабочего места при бутовой кладке ленточных фундаментов на глубине до 1,25м; г — измерение отклонений в размерах и положении стен; д — бутобетонная кладка; / — верстовые ряды; 2 — забутовка; 3 — раствор; 4 — щит опалубки; 5 — ящик для раствора; 6 — штабеля бута; 7— щебень; 8 — камни, втопленные в бетонную смесь; 9 — слой бетона; 10 — отклонение по толщине; 11 — отклонение по вертикали; 12 — отклонение по ширине проемов; 13 — отклонение отметок опорной поверхности; 14 — отклонение по ширине простенков; 15 — смещение осей проемов; 16— отклонение рядов по горизонтали; 17— неровности на поверхности; 18 — смещение оси стены |
Перевязка швов достигается попеременной укладкой камня в верстовых рядах ложком и тычком. Каждый камень версты кладут на раствор и осаживают трамбовкой. Выступы камней, мешающие укладке последующих камней, скалывают с помошыо остроносой кувалды (молотка-кулачка). Швы между камнями рекомендуется делать одинаковой толщины (от 20 до 30 мм), аккуратно заполнять раствором, защебенивать и отделывать. Следует избегать расположения шва над швом, но мелкие вертикальные швы лучше располагать друг над другом.
Каждый последующий ряд укладывают на слой раствора толщиной до 15 мм, который подают лопатой-ковшом. Неровности налицсвой поверхности камней окапывают.
Для обеспечения горизонтальности и прямолинейности натягивают шнуры — причалки, используют шаблоны или маячные камни. В каждом втором или третьем ряду кладки необходимо предусмотреть перевязку на ширину 100—120 мм.
Бутовую кладку простенков и столбов выполняют «под скобу» из камней одинаковой высоты, подбираемых при помощи шаблона.
Кладку «под залив» (рис. 6.9, б) выполняют рядами высотой 15—20 см из рваного бутового камня произвольной формы или булыжника без подбора камней и выкладки верстовых рядов. Ее осуществляют в плотных грунтах враспор со стенами траншеи при глубине до 1,25 м или в опалубке без выкладки верстовых рядов.
Организация рабочего места при бутовой кладке ленточных фундаментов на глубине до 1,25 м представлена на рис. 6.9, в. Кладочные материалы — бутовый камень и раствор размещают на бровке в чередующемся порядке.
Все промежутки между камнями заполняют мелким камнем и щебнем и заливают жидкой растворной смесью подвижностью 12—15 см. При этом пустоты могут быть заполнены не полностью. Такую кладку вследствие малой се прочности можно использовать только для кладки фундаментов зданий высотой не более двух этажей.
При кладке стен из бутового камня с облицовкой внутренней стороны кирпичом сначала выкладывают наружную версту из бутового камня, после этого кладут на такую же высоту внутреннюю версту облицовки из тычкового и ложковых рядов кирпича, затем укладывают бутовый камень между наружной верстой и кирпичной облицовкой. В дальнейшем процесс повторяется и через каждые 4—6 ложковых ряда кирпичной облицовки (высота не более 0.6 м) бутовую кладку перевязывают тычковым связующим рядом кирпичной кладки или, в соответствии с проектом, могут быть установлены арматурные связи.
Вследствие неправильной формы камней бутовая кладка трудоемка и требует повышенного расхода раствора.
Бутобстоиная кладка. Кладка из природного камня, втопленного в слой бетона, называется бутобетонной. Она прочнее и менее трудоемкая, чем бутовая, для ее производства не нужны высококвалифицированные каменщики, но требуется больше цемента. Бутобетонную кладку применяют при толщине фундаментов или стен более 40 см и ведут в опалубке или в траншеях враспор со стенками.
Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями высотой не более 0,25 м (рис. 6 9, г). Бутовые камни (изюм), объем которых составляет почти половину общего объема кладки, отапливают в нее не менее чем на половину их высоты, послойно уплотняя вибраторами или трамбовками. Поперечный размер камней, втапливасмых в бетон, должен быть не более 1/3 толщины возводимой конструкции. Зазоры между ними, а также опалубкой или стенами траншей должны составлять 4—6 см.
Следующие ряды бутобетонной кладки укладывают в такой же последовательности. Не допускается втапливать камни в бетонную смесь, начавшую схватываться. Перерывы в работе делают после укладки камня с послойным вибрированием.
В жаркую и сухую погоду бутобстонную кладку для лучшего твердения поливают. По сравнению с кладкой под лопатку бутобетонная кладка отличается большей прочностью, меньшими затратами труда, но она неэкономична по расходу цемента.
Арматурне та деревообробне господарства
Будівництво гідротехнічних споруд пов’язано з переробкою значної кількості арматурної сталі, якої вимагають великі обсяги вкладеного бетону. Середні витрати арматури у бетоні складають від 10…60 кг/м3. Вартість арматурних робіт складає від 5 до 20 % вартості вкладеного бетону, а загальні витрати праці на 1м3 бетону складають 6…12 %.
Вміст робочої арматури у залізобетонній конструкції характеризується коефіцієнтом армування ц (%), який визначається за формулою
И= (Fa/ Fq)-100, (2.14)
де Fa — загальна площа поперечного перерізу стержнів робочої арматури, м2;
Fg — загальна площа поперечного перерізу залізобетонного елементу, м2.
Для більшості конструкцій гідротехнічних споруд коефіцієнт армування ц знаходиться в межах від 0,1 до 0,5 % і тільки в окремих конструкціях досягає 1%.
Арматура виготовляється шляхом гарячої прокатки. Стержні арматури поділяють на гладку і періодичного профілю, діаметри 6…80 мм.
Залежно від міцності арматурна сталь поділяється на 5 класів:
1. А-і — гладка сталь марки Ст-3 з опором на розрив 380 МПа;
2. А-іі — гладка сталь марки Ст-5 і періодичного профілю — 18Г2С з опором на розрив 500 МПа;
3. А-ііі — сталі періодичного профілю 35 ГС і 25Г2С з опором на розрив 600 МПа;
4. A-IV — сталі періодичного профілю 20Х2Ц і 80С з опором на розрив 900 МПа;
5. A-У — сталі періодичного профілю 25Х2Г2Т з опором на розрив 1050 МПа.
Маркування сталі залежить від вмісту легованих домішок, що покращують якість сталі: X — хром, Г-марганець, Н-нікель, В-вольфрам, С-кремній, Т-титан, М-молібден, Ц-цирконій.
Перші цифри вказують на вміст вуглецю. Цифри після літер
45
вказують на вміст легованих елементів. Наприклад, сталь, 20ХГ2Ц містить 0,2% вуглецю, 1% хрому, 2% марганцю і 1% цирконію.
В якості дротяної арматури застосовують холоднокатаний дріт класу В-і і В-іі.
При будівництві гідротехнічних споруд використовують арматурні сітки та конструкції.
Арматурні конструкції виготовляють в арматурних майстернях та підприємствах.
До складу арматурного підприємства входять:
• склад металу;
• відділення, різання та згинання арматури;
• цех з виготовлення сіток, каркасів і закладних частин;
• проміжний склад заготовок;
• склад готової продукції.
Змінна продуктивність арматурного підприємства розраховується на місячну максимальну інтенсивність виконання бетонних робіт за формулою
Т су к
бетИарм н (0
**зм~ , (2,і5)
Пэм
з
де /бет — максимальна місячна інтенсивність бетонних робіт, м /міс;
Рарм — середня питома витрата арматури на 1мз бетонної суміші, т/м3;
кн — коефіцієнт нерівномірності роботи підприємства впродовж місяця (кн=І,2„,І,3); Пзм — число робочих змін у місяці.
Для визначення площ використовують нормативи, з якими порівнюються розраховані дані.
При визначенні площ основних підрозділів виходять з технологічної компоновки основного обладнання і допустимих питомих площ для виготовлення або зберігання арматурних конструкцій.
Площі складів сировини, напівфабрикатів, заготовок і готової продукції в м2 можуть бути визначені за формулою
g скл
де Пзм — змінна продуктивність арматурного підприємства, т/зм;
n3M — кількість змін, на яку зарезервовано запас;
к„Рох — коефіцієнт, що враховує проходи (кпрох=1,3…1,4);
gcm — питоме навантаження площі складу, т/м2.
Площа для збирання та зварювання арматурних конструкцій приймається з розрахунку 80…100 м на 1т змінної продуктивності (Пзм).
Для обслуговування відкритих майданчиків арматурного підприємства використовують козлові крани (10…20 т).
Опалубні роботи — це комплекс технологічних операцій з виготовлення опалубки, транспортування її до місця встановлення і закріплення у проектному положенні.
Опалубка — тимчасова допоміжна конструкція для забезпечення геометричних розмірів і форми бетонного блоку (конструкції, споруди).
Після затвердіння бетонної суміші опалубку знімають.
Опалубку необхідно використовувати в n-кратній повторності, що називають оборотність опалубки. Для дерев’яної опалубки оборотність складає 8…10 разів, а для металевої — не менше 50 разів.
Вартість опалубки складає 25…30 % загальної вартості бетону у споруді.
Практично для будівництва крупних гідротехнічних споруд створюється деревообробне господарство, потужність якого залежить від наявності у районі підприємств деревообробної промисловості тощо.
До складу деревообробного господарства входять:
• заготівельний цех;
• столярно-опалубний цех;
• сушильний цех;
• склади лісу, пиломатеріалів і готової продукції.
Всі цехи і склади між собою пов’язані шляхами для транспортування деревини.
Потужність деревообробного господарства повинна забезпечувати потребу будівництва в пиломатеріалах у найбільш напружений період. Місячні „шпилі” покриваються за рахунок запасу на складах.
Існує два методи розрахунку потужності деревообробного господарства:
1. За номенклатурою і обсягом робіт (розрахунок виконується на стадії проектування).
2. За укрупненими показниками (на стадії ТЕО).
Метод розрахунку за укрупненими показниками виконується на 1000м2 столярно-опалубних виробів.
У випадку, коли на будівельному майданчику передбачається тільки виготовлення опалубки, а столярні вироби постачаються централізовано від зовнішніх постачальників, то продуктивність опалубного цеху в м3/зміну визначають за формулою
П0пал— Ібет ^зм Фн / їм
де Ібет — максимальна місячна інтенсивність виконання бетонних робіт у найбільш напружений період будівництва, м /міс.;
ш — питома витрата опалубки в м2 на 1 м3 бетонної суміші (для попередніх розрахунків приймається 0,3…0,33 м2/м3); їзм — тривалість робочої зміни в годинах (8 год.); tMic — кількість робочих годин у місяці;
кн — коефіцієнт нерівномірного виконання бетонних робіт протягом місяця, приймається 1,2.
Загальна територія деревообробного господарства в м2 визначається за формулою
їдг=У-(ПгЇ2} / кщ, (2.18)
де V — річна потреба будівництва в столярно-опалубних виробах, тис. м3;
fr і f2 — питомі показники необхідної площі на 1000м виробів для виробничих приміщень, м2 ;
кщ — коефіцієнт щільності забудови приміщеннями деревообробного господарства (приймається 0,4).
Контрольні запитання і завдання
1. Яка основна мета матеріально-технічного забезпечення будівництва?
2. Які особливості матеріально-технічного забезпечення водогосподарського будівництва?
3. Що покладено в основу нормування використання матеріально — технічних ресурсів?
4. Яке призначення і склад кошторисних норм витрат матеріалів?
5. Яке призначення і склад виробничих норм витрат матеріалів?
6. Які методи застосовують для розробки виробничих норм витрат матеріалів?
7. Які функції виконують підрозділи виробничо-технологічної комплектації у матеріально-технічному забезпеченні будівництва?
8. За якими формами здійснюється матеріально-технічне постачання будівництва?
9. Як розраховується запас матеріалів, які необхідно зберігати на складах?
10. За якими ознаками класифікуються кар’єри нерудних будівельних матеріалів?
11. Які показники визначаються при проектуванні кар’єрного господарства?
12. Які технологічні процеси застосовуються при виробництві нерудних будівельних матеріалів?
13. Яка структура бетонного господарства?
14. Які використовуються схеми компоновки обладнання бетонного підприємства?
15. Як визначається продуктивність бетонного заводу?
16. Який склад технологічних процесів виготовлення залізобетонних конструкцій?
17. Які технологічні схеми застосовують для виготовлення залізобетонних конструкцій?
18. Які види арматурної сталі використовують для виготовлення залізобетонних конструкцій?
19. Який склад підрозділів арматурного підприємства?
20. Як визначається продуктивність арматурного підприємства?
21. Який склад підрозділів деревообробного господарства?
22. Як визначається продуктивність опалубного цеху?
Підприємства для виробництва збірного залізобетонну
Кожне будівництво вимагає використання збірних бетонних і залізобетонних виробів (табл. 2.1).
Збірні бетонні і залізобетонні споруди відрізняються від монолітних тим, що їх конструкція розділена на окремі частини і деталі (блоки), що виготовляються на спеціалізованих заводах або полігонах. Блоки транспортують до місця монтажу і вкладають у споруди з ретельною заробкою їх стиків.
Спорудження будівель, гідротехнічних споруд із збірних залізобетонних виробів є найбільш прогресивний метод організації робіт. При цьому технологія робіт стає простою, скорочується кількість робітників, машин, створюються умови для використання високопродуктивних машин, що призводить до скорочення термінів будівництва і перетворення будівництва в індустріальний, практично заводський процес.
При будівництві з використанням залізобетонних виробів за
безпечується висока якість, зменшуються обсяги і вартість робіт.
Збірні залізобетонні вироби на водогосподарських об’єктах в гумідній зоні використовується для будівництва трубчатих регуляторів і переїздів, швидкотоків, оглядових колодязів тощо.
Таблиця 2.1 Номенклатура збірних залізобетонних виробів, що _________ застосовуються в будівництві_____________
|
На зрошувальних системах будуються трубопроводи, насосні станції, облицьовуються канали, укоси гребель, влаштовуються мостові конструкції. Для будівництва житла використовуються фундаментні та стінові блоки, конструкції перекриття тощо. Гідротехнічні споруди частіше всього влаштовують комбінованими, збірно-монолітними, з різними значеннями коефіцієнта збірності (ГТС від 0,15…0,25, водогосподарське будівництво загалом 0,6..0,9).
Коефіцієнт збірності визначається за формулою
3
де W36 — об’єм збірних елементів у споруді, м ;
Wfjem — загальний об’єм бетону у споруді, м3.
Виготовлення збірних залізобетонних виробів здійснюється на підприємствах двох типів: заводах залізобетонних виробів та полігонах.
Завод залізобетонних виробів — це постійне підприємство з високомеханізованою технологією виробництва і обмеженою номенклатурою виробів, що виготовляють великими партіями (серіями).
Полігон — це тимчасове підприємство відкритого типу із спрощеним обладнанням і технологією. Полігони створюються при заводах залізобетонних виробів для збільшення їх продуктивності та номенклатури виробів, і, в основному, задіяні в період роботи з додатною температурою повітря, а також як самостійні підприємства для виготовлення несерійних, великогабаритних конструкцій і деталей.
Полігони можна організовувати і безпосередньо на будівельних майданчиках для виготовлення великогабаритних, важких і нетранспортабельних виробів.
Залізобетонні вироби та конструкції за формою поділяються на плоскі (плити різних розмірів для покриття, дорожнього полотна), балочні конструкції (палі, опори, прогони, перетинки, балки перекриття, арки) і просторові (лотки, труби круглого і прямокутного перерізу).
Маса блоків і конструкцій залежить від їх розмірів і становить в межах 100… 5000 кг.
Склад технологічних процесів виготовлення залізобетонних виробів і конструкцій включає:
• підготовку форм (з дерева, металу, бетону, залізобетону, пластмас);
• армування виробів (для попередньо напружених виробів — попередній натяг арматури);
• формування виробів (вантаження бетонної суміші у форми і вібрування);
• прискорення твердіння виробів (створення необхідного температурного режиму);
• розпалублення виробів;
• виймання виробів з форм і їх складування.
Серед всіх процесів виготовлення основним є процес формування виробів і конструкцій.
Складу технологічних процесів відповідає структура виробничої бази підприємства з виробництва збірних залізобетонних виробів (рис. 2.10),
Рис. 2.10. Структура виробничої бази підприємства з виробництва збірних залізобетонних виробів |
За характером виконання цих процесів розрізняють три схеми виготовлення виробів:
1. Стендова схема, за якою у виробництві застосовуються нерухомі форми, вироби залишаються на одному місті аж до транспортування їх на склад готової продукції. Продуктивність стендового способу залежить від тривалості періоду твердіння виробів.
2. Поточно-конвеєрна схема — за якою вироби виготовляються у переносних жорстких формах, що переміщуються на конвеєрі із заданим ритмом руху. Ця схема застосовується на крупних спеціалізованих заводах з обмеженою номенклатурою
Рис. 2. її. Схема організації виробництва збірних залізобетонних виробів конвеєрним способом |
3. Поточно-агрегатна схема або комбінована відрізняються
40
тим, що на окремих ділянках виробництво організовується за принципом окремих технологічних схем. Цей спосіб застосовується на заводах і крупних полігонах при виготовленні різнорідної продукції (рис. 2.13).
Рис. 2.12. Схема розміщення технологічного устаткування в цеху при виробництві збірних залізобетонних виробів конвеєрним способом: 1 — візок; 2 — пости підготовки форм-вагонеток (чищення й змащення форм); 3 — пост укладання фактурного шару; 4 — пост укладання арматурних конструкцій і закладних деталей; 5 — пости формування виробів (віброущільнення бетонної суміші, загладжування поверхні виробу); 6 — пост розпалублення відформованих виробів; 7 — підйомник багатоярусний пропарювальної камери безперервної дії; 8 — камера пропарювання; 9 — понижувач; 10- кантувач; 11 — пост ВТК |
Залежно від конструкції виробів і технології їх виготовлення, використовують різні форми:
• повні форми (форми з дном і бортами);
• переносні піддони;
• матриці, що виготовляють з залізобетону;
• віброформи;
• віброштампи тощо.
![]() |
![]() |
![]() |
Форми виготовляються збірно-розбірними, які розбираються при кожному розпалублені і знову збираються.
Перед початком бетонування форми оглядають, очищають, ліквідовують дефекти, що виникли, змащують поверхні.
Для ущільнення бетонної суміші використовують вібратори або стенди. При стендовій технології застосовують зовнішні,
внутрішні і поверхневі вібратори.
При виготовленні труб і порожньотілих паль суміш ущільнюється центрифугуванням за рахунок швидкого обертання.
Теплова обробка для прискореного твердіння бетону виконується в камерах пропарювання, які поділяються на: розбірні і періодичної дії.
Розбірні камери встановлюють на стенди після формування виробів і подають пару під ковпак гнучкими шлангами. Розбірні камери виготовляють з металу, утеплюються мінеральною ватою і оббиваються руберойдом (толем, дошками, дерев’яними плитами з прокладкою між ними).
Камери періодичної дії або стаціонарні за конструкцією поділяються на ямні і тунельні. Пара в них подається перфорованими трубами, що вкладені на дно камери.
Загальний цикл термообробки складається з таких етапів:
• попереднє витримування сформованих виробів до початку термообробки (2…6 год.).
прогрівання виробів з підвищенням температури до максимального рівня (t = 40…59°С).
• ізотермічне прогрівання виробів при максимальній постійній (нормативній) температурі (t = 70…80оС) і після певного витримування поступове зниження температури.
• зниження температури і розпалублення виробів, яке повинне проводитись через 10-20 хвилин після закінчення термообробки.
Готові вироби зберігаються на складах за типами і марками в штабелях, контейнерах, у вигляді пірамід, у касетах тощо. Вироби у літній період зволожують (поливають) і вкривають солом’яними або очеретяними матами до набуття бетоном відпускної міцності 70%. Кожний виріб, що відпускається зі складу, повинен мати штамп-марку відділу контролю якості і дату його виготовлення.
Найчастіше виготовляють вироби з застосуванням напруженої арматури — це дозволяє зменшити вагу, покращити транспортабельність, збільшити стійкість до тріщин та водонепроникність (рис. 2.14).
Рис. 2.14. Схема розміщення технологічного обладнання в цеху при виготовленні збірних залізобетонних виробів поточно-агрегатним способом: 1 — естакада для подачі бетонної суміші; 2 — самохідний бетоноукладач; 3 — віб — ромайданчик; 4 — порожниноутворювачі; 5 — пропарювальні камери ямного типу; 6 — мостовий кран; 7 — пост розпалубки; 8 — стенд для обробки та контролю готових виробів; 9 — самохідні візки для транспортування готових виробів на склад; 10 — установка для натягу стрижнів |
У водогосподарському будівництві застосовують спосіб напруження арматури шляхом попереднього розтягування арматури до бетонування виробів.
Попереднє розтягування арматури здійснюється механічним або електротермічним способом.
При механічному способі арматура розтягується гідравлічними або гвинтовими домкратами у спеціальних формах.
Електротермічний спосіб базується на властивості сталі розширюватись при нагріванні. При цьому арматурні стрижні нагріваються до t = 300…450 °С, закріплюються у формі. Після процесу формування виробу температура арматури зменшується, вона скорочується і стискує бетон.
Застосування попередньо напружених залізобетонних конструкцій дає економію сталі на 25…30 % і бетону на 15…20% у порівнянні з конструкціями із звичайного залізобетону,
Для виконання технологічних операцій полігони обладнують козловими, баштовими кранами вантажопідйомністю до 50т.