Новая технология в монолитном домостроении

Мхитарян Н. Бадеян Г. Малацидзе Э. Новая технология в монолитном домостроении // Капстроительтво. 2002 . №5. C. 9-12

Мировой опыт строительства показал, что разнообразие архитектурного облика зданий, объемно-планировочных и конструктивных решений обеспечивается монолитным строительством, так как оно является более мобильным, гибким и экономичным. Именно поэтому объемы монолитного строительства в развитых странах мира в настоящее время достигают 55...80%.

Всего лишь несколько лет назад монолитное домостроение в Украине и в других странах СНГ выглядело, мягко говоря, экспериментальным. Сам подход к этому виду строительства определялся наличием "фанеры", т.е. опалубки. Если таковая имелась, можно было пробовать монолитный вариант строительства усадебных домов или других типов малоэтажных зданий, не совсем осознавая, сколько неосвоенной науки включает в себя эта область строительства.

Были, конечно, исключения, когда в отдельных крупных городах бывшего Союза с привлечением строительных организаций других стран, в единичных случаях, осваивалось строительство монолитных многоэтажных зданий с несущими стенами. Но это были всего лишь отдельные фрагменты на фоне огромной индустрии сборного строительства, в котором архитекторы настойчиво искали пути выхода, будучи привязаны к различным сериям и модулям систем.

И только на юге страны, в зоне повышенной сейсмики, по накату отдавая все же предпочтение серийному строительству, стремились к развитию монолита, где в общем его объеме на переднем плане было малоэтажное строительство зданий до четырех этажей.

При строительстве зданий, начиная с пяти этажей и выше, мы вступали в область широкого спектра ограничений действующими сериями кирпичных, крупноблочных и панельных домов с огромной массой нормативных документов, разработанных для их строительства.

Даже строительство сборных каркасных зданий в жестких рамках своих допусков находило предпочтение перед строительством зданий с монолитным каркасом; несмотря на то, что возведение сборного каркаса требовало высокого профессионального мастерства для соблюдения всех обозначенных нормами правил. Надо отметить, что в сборном строительстве мы достигли высот.

В девяностые годы прошлого столетия, когда сама жизнь заставила переосмыслить многие установившиеся критерии в строительной индустрии, мы стали серьезно задумываться о тех преимуществах, которые несет в себе монолитное строительство.

Каким суждено было ему стать? На основании огромного имеющегося научного потенциала и опыта строительства в передовых зарубежных странах было правильно отдано предпочтение монолитно-каркасному строительству, причем в крупных городах строительству многоэтажных зданий.

В таких зданиях, где балочная система в перекрытиях просто не приемлема, так как нужны жесткие монолитные диски перекрытий, которые обеспечивают необходимое перераспределение напряжений в каркасе от действующих нагрузок и создают жесткие связи в вертикальных несущих элементах каркаса, была принята монолитно-каркасная система с вертикальными немодульными элементами, объединенными плоскими монолитными поэтажными перекрытиями.

Решение каркаса здания именно с плоскими перекрытиями, без капителей в узлах соединений с вертикальными элементами, определило успех этого вида строительства. В таком варианте исполнения технология устройства перекрытий была избавлена от сложного процесса, связанного с образованием опалубками объема капителей; а жилые помещения - от ненужного рельефа на потолках.

Возможность применения монолитного каркаса с безкапительными связями вертикальных элементов с плоскими перекрытиями была определена использованием современных методов расчета несущего каркаса здания, благодаря которым точные расчеты пространственных конструкций обеспечили необходимый запас прочности в армировании таких узлов и, самое главное, позволили отказаться от капителей.

Эти предпосылки послужили основой для разработки новой архитектурно-конструктивно-технологической системы строительства многоэтажных монолитно-каркасных жилых зданий, в которой конструкции рационально распределены по своему функциональному назначению - несущей и ограждающей способности.

Правильно выбранная основа здания содержит в себе массу возможных конструктивных вариантов ненесущих элементов и создает благоприятные условия для решения вопросов, связанных с экономией расходов материалов и энергоресурсов.

Принятая несущая основа здания, представляющая собой монолитный железобетонный каркас из вертикальных колонн и диафрагм жесткостей, объединенных поэтажными монолитными плитами перекрытий, наиболее свободна в плане вариантного проектирования, экономична с точки зрения расхода материалов и энергоресурсов, технологична в строительстве, при котором возможно использовать самые современные методы, и обладает большим потенциалом надежности.

Стены в таких зданиях самонесущие, а значит, легкие и менее объемны. Суммарная масса несущих элементов новой архитектурно - конструктивно-технологической системы строительства многоэтажных монолитно - каркасных зданий в несколько раз меньше, чем у кирпичных зданий такой же этажности или из сборного железобетона. При этом мы получаем свободную планировку, новый уровень архитектурных возможностей в решении фасадов зданий, высокую степень надежности и комфортности.

Разворачивая в г. Киеве объемы строительства многоэтажных монолитно-каркасных жилых домов, корпорация "Познякижилстрой" применила новую технологию, которую она отработала при монолитном строительстве зданий и сооружений в г. Москве. Совершенствуя эту технологию на основе проводимых исследований, корпорацией впервые были внесены качественные изменения состояний технологической системы монолитного каркасного многоэтажного жилищного строительства при различных внешних условиях с обоснованием ее концепции как целостной структуры из неоднородных ее составляющих.

Комплекс работ по возведению монолитных железобетонных конструкций состоит из специализированных процессов, к которым относятся:

? устройство и монтаж опалубки;

? заготовка и установка арматуры;

? приготовление бетонной смеси;

? транспортировка бетонной смеси;

? укладка и уплотнение бетонной смеси;

? уход за бетоном;

? демонтаж опалубки;

? геодезический контроль за бетонируемыми конструкциями;

? устранение дефектов конструкций после демонтажа опалубки.

Арматурные работы являются наиболее трудоемкими и составляют 40...50% общих трудозатрат. Около 70% работ выполняется вручную непосредственно на стройплощадках. Документация рабочих проектов зданий в монолитном исполнении содержит большое количество проектных решений с неповторяемыми и неунифицируемыми арматурными изделиями. Номенклатура арматуры на одной стройке насчитывает до нескольких тысяч единиц.

Снижение трудовых затрат на арматурные работы достигается путем переноса основных заготовительных процессов со стройплощадки в производственные мастерские и арматурный цех.

Арматурные заготовки поставляются из производственного цеха на строительную площадку комплектно, в соответствии с заказными спецификациями и графиком производства монолитных железобетонных работ. На строительной площадке арматурные заготовки складируются в последовательности, которая принята для армирования железобетонных конструкций. Для обеспечения непрерывной работы специализированной бригады арматурщиков на строительной площадке создается запас заготовок на три-четыре захватки, согласно их очередности и объему работ каждой захватки.

С целью повышения выработки арматурщиков, а также обеспечения высокого качества работ и повышения уровня специализации рабочих, целесообразно арматурные работы на строительной площадке выполнять двумя специализированными бригадами: для выполнения армирования вертикальных железобетонных конструкций и горизонтальных железобетонных конструкций.

После завершения арматурных работ перед бетонированием необходимо тщательно проверить выполненные работы согласно проекту и оформить соответствующие акты о приеме скрытых работ.

Основным оборудованием для изготовления отдельных арматурных изделий являются станки-автоматы для правки и резки арматуры и ножницы. Они обладают низкой производительностью и высокой стоимостью, поэтому установка такого оборудования на каждой стройплощадке нецелесообразна.

Повышение производительности станков можно добиться за счет электронного управления, многоскоростного привода и сменных приспособлений, обеспечивающих работу при различных технологических условиях. Опыт строительства показывает, что уровень механизации арматурных работ на стройплощадке зависит от степени готовности арматурных изделий, а также оборудования, оснастки и приспособлений, способствующих сокращению ручного труда.

В монолитном строительстве механизация производства заключается в том, что трудоемкие работы выполняются с помощью специально подобранных комплектов машин, взаимосвязанных по производительности и другим параметрам. При этом обеспечивается непрерывность производства работ, которое можно рассматривать, как механизированное поточное производство. Применение разрозненных средств механизации не позволяет поднять уровень эффективности арматурных работ.

Опалубочные работы занимают второе место по трудоемкости - до 35.. .40%, а их стоимость доходит до 25%. До последнего времени в монолитном строительстве применялась опалубка, изготавливаемая в основном кустарным способом с большими затратами ручного труда. В среднем трудозатраты на изготовление и монтаж 1 кв. м щитовой опалубки составляют 1,7...1,9 чел./ч, а оборачиваемость не превышает 7...10 оборотов. Основные причины высокой трудоемкости опалубочных работ заключаются в низком техническом уровне, отсутствии необходимого количества надежной многооборачиваемой инвентарной опалубки, недостаточном качестве отдельных ее элементов.

Опалубку квалифицируют по функциональному назначению для :

? вертикальных железобетонных конструкций;

? горизонтальных железобетонных конструкций;

? криволинейных и наклонных поверхностей.

Существуют опалубки из стали, древесины и фанеры, в последние годы стала применяться опалубка из пластмассы. Одним из характерных показателей для материала опалубки является величина сцепления бетона с опалубкой: большое сцепление затрудняет работы по распалубке, ухудшает качество бетонных поверхностей и приводит к преждевременному износу опалубочных щитов. Для обеспечения хорошего качества поверхности бетона, простого демонтажа опалубки и чистоты ее поверхности формующие поверхности опалубки выполняют из гладких, плохо смачиваемых материалов, или применяют высококачественные смазки.

Исследуя опыт применения опалубки и изучая конструктивные решения, корпорация совершенствует, разрабатывает и использует новые типы узлов и элементов опалубки с точки зрения их надежности, снижения трудозатрат на монтаж и демонтаж опалубки. ,

В зимнее время бетонные работы составляют более 40% от общего объема. Существующие системы опалубки невозможно применять в технологии зимнего бетонирования, так как не обеспечиваются нормальные условия для твердения бетона отдельных конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха. Поэтому зимой для отдельных видов конструкций используются греющие щиты. Применяются также и другие методы термообработки бетона с дополнительным утеплением опалубки, которые являются важным резервом повышения эффективности и качества производства.

Бетонные работы требуют тщательного выполнения комплекса работ в определенной последовательности. Для получения качественных железобетонных конструкций необходимо применять бетонную смесь, обладающую свойствами, соответствующими технологии. Прежде всего - это удобоукладываемость, подвижность и водоудерживающая способность.

Вся бетонная смесь для каркаса строящихся зданий поступает от завода ЖБИ им. Ковальской, который имеет возможность обеспечивать одновременно несколько строительных площадок, расположенных в радиусе 30...35 км.

Для перевозки смеси широко используется автобетоносмесители емкостью 4-8 куб. м. Бетонирование является одним из наиболее ответственных этапов возведения монолитных железобетонных конструкций. Затвердевший бетон трудно поддается ис