Мазов Е.П. Строительство монолитных зданий - файл stroi_monolit.doc

приобрести
Мазов Е.П. Строительство монолитных зданий
скачать (4350.8 kb.)
Доступные файлы (1):
stroi_monolit.doc6385kb.27.04.2011 21:05скачать

stroi_monolit.doc

  1   2   3   4   5   6   7
Мазов Е.П.

СТРОИТЕЛЬСТВО МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ





Автор учебного пособия профессор кафедры «Управление проектами в стройиндустрии» ГОУ ДПО ГАСИС – Мазов Евгений Павлович

Рецензенты: Федоров В.С.- член-корреспондент РААСН, д.т.н., профессор

Энно И.К.- к.т.н., профессор

В настоящем учебном пособии даны конструктивно-технологические принципы возведения монолитных зданий, приведена технология производства монолитных бетонных, опалубочных и арматурных работ; даны необходимые данные для выбора и расчета бетононасосных установок, даны примеры применения различных типов опалубок, рассмотрены вопросы безопалубочного бетонирования, приобъектные полигоны и базы монолитного домостроения, а также методы зимнего бетонирования.


Большая часть материалов и разработок, представленных в учебном пособии являются авторскими, основанные на многолетнем опыте внедрения в отечественных стройках.


Учебное пособие предназначено для слушателей ГОУ ДПО ГАСИС по направлению «Промышленное и гражданское строительство» и может быть использовано для написания аттестационной работы, а также при разработке технологических карт и проектов производства работ в монолитном домостроении.

Содержание
Введение………………………………………………………….5

1.Специфика возведения монолитных зданий…………………….6

1.1. Конструктивные решения монолитных зданий………………………6

2.Бетоны. Классификация и состав……………………….…………… 13

2.1. Классификация и состав……………………………………………….13

2.2. Подбор состава бетона…………………………………………………15

2.3. Свойства бетонных смесей и бетонов…………………………………16

3.Монолитные бетонные работы…………………………………. 18

3.1. Добавки в монолитном бетоне………………………………………..18

3.2. Приготовление и доставка бетонных смесей…………………………20

3.3.Особенности приготовления и доставки бетонных смесей при отрицательных температурах наружного воздуха…………………….25

3.4. Укладка бетонных смесей с помощью бетононасосов………………..27

3.5.Расчет гидравлических потерь в трубопроводе ……………………….35

3.6.Бетонирование монолитных конструкций………………………….….37

3.7.Особенности укладки бетонных смесей при отрицательных

температурах наружного воздуха………………………………………45

3.8. Контроль качества монолитных бетонных работ……………………..47

3.9. Охрана труда…………………………………………………………..…50

4.Опалубка и опалубочные работы…………………………………53

4.1 Назначение и требование к опалубке……………………………………53

4.2 Виды опалубок и область применения……………………………….…53

4.3.Выбор опалубки………………………………………………………….60

4.4.Технология опалубочных работ…………………………………………62

4.5.Примеры применения опалубки в монолитном строительстве……….63

5.Арматура и арматурные работы…………………………………..67

5.1.Назначение и классификация арматуры……………………………….67

5.2.Заготовка, транспортировка и складирование арматуры…………….69

5.3. Укрупнительная сборка и монтаж арматуры…………………………70

6. Приобъектные полигоны в монолитном строительстве………..75

7.Безопалубочное бетонирование монолитных конструкций…..80

8.Бетонирование монолитных конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха…………………………………82

8.1.Общие положения и понятия…………………………………………..82

8.2. Методы зимнего бетонирования………………………………………83

8.2.1. Метод термоса………………………………………………………..83

8.2.2. Применение противоморозных добавок…………………………….84

8.2.3. Предварительный электроразогрев………………………………….85

8.2.4. Электродный прогрев…………………………………………………87

8.2.5. Электропрогрев с помощью нагревательных проводов……………90

8.2.6. Обогрев бетона с помощью термоактивной опалубки……………100
8.2.7. Обогрев бетона с помощью термоактивных гибких

покрытий (ТАГП)……………………………………………………..101

8.2.8.Камерный метод обогрева. Обогрев с помощью

теплогазогенератора…………………………………………………102

8.2.9.Обогрев с помощью газовых горелок…………………………………103

Заключение ………………………………………………………..106

Литература и источники…………………………………………...107

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы в России наряду со сборным домостроением, где изготовление основных несущих конструкций зданий осуществляется на ДСК и заводах ЖБИ начал активно внедряться метод монолитного домостроения, который позволяет изготавливать конструкции (стены, перекрытия, колонны, лестничные марши и др.) непосредственно на стройплощадке при возведении здания. Для этого применяются различные типы опалубок.

За рубежом (США, Англия, Франция, Турция и др.) объем зданий из монолитного бетона составляет 60-80% от общего объема строительства. В России по разным оценкам монолитное домостроение пока составляет 15-20%.

Технико-экономический анализ показывает, что в ряде случаев монолитный железобетон более эффективен по расходу металла, суммарной трудоемкости и приведенным затратам.

Строительство монолитных зданий по сравнению со сборным домостроением позволяет снизить единовременные затраты на создание производственной базы на 30....40 % (заводы ЖБИ, ЖБК и ДСК), уменьшить расход стали на 10...20 % (технологическая и монтажная арматура в сборных конструкциях), энергетические затраты - на 30 % (формовка, пропарка сборных изделий).

Другие преимущества монолитных зданий – это строительство в сейсмических районах; в условиях, где нет производственной базы (заводы ЖБИ); реконструкция зданий, ну и хотелось бы отметить архитектурную выразительность зданий, выполненных в монолитном исполнении .

Основными направлениями совершенствования строительства монолитных зданий являются :

-минимизация и техническое оснащение ручных процессов,

-применение индустриальных технологичных опалубок,

-внедрение специализированных высокопроизводительных машин, механизмов и оборудования( бетоносмесительные и бетононасосные установки),

-широкая химизация технологии бетонирования и использование эффективных строительных материалов,

-интенсификация монолитных процессов и увеличение мощностей средств ведения бетонных работ,

-разработка эффективных способов зимнего бетонирования,

-подготовка высококвалифицированных кадров-монолитчиков.

Комплексный технологический процесс строительства монолитных зданий включает опалубочные, арматурные и бетонные работы. К основным процессам монолитных работ относятся: монтаж и демонтаж опалубки, установка, вязка или сварка арматуры и укладка бетонной смеси.

1.Специфика возведения монолитных зданий
Принято различать по конструктивным типам: монолитные и сборно-монолитные здания. Монолитными называются здания в которых основные несущие конструкции (внутренние стены, колонны и перекрытия) выполнены из монолитного бетона. Сборными могут быть ограждающие конструкции, лестничные марши , перегородки и т.п. Доля монолитности должна составлять 70 и более % от общего объема конструктивных элементов здания. Сборно-монолитными называются здания, в которых часть конструкций выполнена в монолите, а другая в сборном варианте. Доля монолитности должна быть от 30 до 70% от общего объема конструктивных элементов.

Организация технологического процесса возведения зданий из монолитного бетона создает большие возможности для творческих поисков и в силу гибкости формообразования позволяет достичь наибольшего соответствия архитектуры зданий их функциональному назначению.

1.1 Конструктивные решения монолитных зданий

Здания из монолитного бетона могут проектироваться перекрестно-стеновой конструктивной системы с несущими или ненесущими наружными стенами, поперечно-стеновой, когда несущими вертикальными элементами являются только поперечные стены, или продольно-стеновой с несущими продольными стенами.(Рис.1.1.)















Рис. I.1. Бескаркасные стеновые конструктивные системы жилых зданий:

а, б - поперечно-стеновая (с параллельными и радиальными несущими стенами); в - продольно-стеновая; г, д - перекрестно-стеновая
Используя монолитный бетон можно практически реализовать любую архитектурную идею. Монолитный бетон является наиболее «удобным» материалом для создания уникальных сооружений, крупных общественных зданий со сложными функциями и соответственно сложной, многоплановой структурой. Гибкость монолитного бетона в жилищном строительстве в первую очередь проявляется в возможности свободного выбора планировочного решения зданий.

Без значительного усложнения технологии возведения могут сооружаться жилые дома различных типов: обычные квартирные, гостиничного типа, спальные корпуса пансионатов и др. Легко достигается в монолите изменение высоты этажа, что весьма важно для размещения в первых этажах нежилых помещений и офисов. В таких помещениях величина пролетов и высота может приниматься в соответствии с функциональными требованиями встраиваемых предприятий.

В зависимости от величины пролета плит перекрытий стеновые конструктивные системы подразделяют на малопролетные (до4,8м), среднепролетные (до7,2м) и большепролетные (более 7,2м). В практике жилищного строительства применяют малопролетные и среднепролетные конструктивные системы.

В зданиях с поперечными несущими стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно несущими стенами, воспринимаются отдельными диафрагмами жесткости, расположенными в продольном направлении здания, плоской рамой за счет жесткого соединения поперечных стен и плит перекрытий, радиальными поперечными стенами при сложной форме здания в плане.

В зданиях с продольными несущими стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно этим стенам, воспринимаются отдельными поперечными стенами лестничных клеток, торцевыми и межсекционными стенами.

В зданиях с перекрестными несущими стенами горизонтальные нагрузки в зависимости от направления их действия воспринимаются продольными или поперечными стенами, в связи с чем эта конструктивная система позволяет возводить наиболее прочные, жесткие и устойчивые здания. По высоте и в плане здания конструктивная система может быть регулярной и нерегулярной. К регулярным системам относятся здания с одинаковым в плане поэтажным расположением стен и проемов, а к нерегулярным- здания с вертикальными и горизонтальными конструкциями разных размера и типа (например, на первых этажах- колонны, а на вышележащих этажах- стены; здание имеет расширение или сужение размеров стен по высоте, разные их высоты и т.п.).Выбор конструктивной системы здания по условиям обеспечения прочности и жесткости осуществляется на основании статических расчетов и зависит от этажности, геологических и грунтовых условий строительства.

Конструктивно-технологический тип здания связан с методом его возведения. Можно выделить два основных и наиболее распространенных конструктивно-технологических типа бескаркасных зданий, возводимых в съемных (переставных) опалубках.

Здания первого конструктивно-технологического типа. В зданиях этого типа на первом этапе поэтажно возводят внутренние и наружные несущие стены, на втором этапе устраивают перекрытия. Внутренние стены таких зданий всегда монолитные однослойные, наружные- монолитные и сборно монолитные. Для возведения стен в этом случае применяется крупнощитовая или блочная опалубка. (Рис.1.2.)



Рис. 1.2. Возведение здания первого конструктивно-технологического типа в блочной и крупнощитовой опалубках:-

1- крупнощитовая опалубка;

2- блочная опалубка;

3 -монолитная стена;

4 - сборные плиты перекрытия;

5 -горизонтальный технологический шов


Перекрытия, применяемые в зданиях первого конструктивно-технологического типа, как правило, сборные из сплошных или многопустотных плит. Возможно применение сборно-монолитных и монолитных перекрытий.
Здания второго конструктивно-технологического типа. В зданиях второго типа на первом этапе одновременно либо последовательно возводят несущие стены и перекрытия из монолитного бетона. Наружные стены возводят на втором этапе.

При одновременном возведении стен и перекрытий применяется объемно-переставная (туннельная) опалубка (Рис.1.3.)







Рис. 1.3. Возведение здания второго конструктивно-технологического типа в обьемно-переставной (туннельной) опалубке: 1 - Г-образный элемент обьемно-переставной опалубки (полутуннель); 2 - траверса для подъема опалубки ; 3 -цокольная опалубка, устанавливаемая на крестообразных вставках; 4 - крестообразная вставка; 5 - торцевая опалубка перекрытия; 6 - торцевая опалубка стены; 7 - проемообразователь; 8 - крепежные болты опалубки; 9 -крупнощитовая опалубка стен для устройства торца дома; 10-11 - рабочие площадки; 12 - телескопическая стойка; 13 -инфракрасный излучатель;14- ограждение; 15 - брезент для закрытия туннеля во время прогрева бетона; 16 –домкрат
Внутренние стены проектируются однослойными монолитными преимущественно из тяжелого бетона. Класс бетона по прочности на сжатие назначается из условия обеспечения прочности стен не ниже В15. Толщина стен принимается по результатам расчета на силовые воздействия и должна отвечать требованиям звукоизоляции. Минимальная толщина межквартирных стен назначается 160мм.











Рис.1. 4. Схемы армирования монолитных стен в зданиях, возводимых:

а )- в обычных инженерно-геологических условиях; б) - в сейсмических районах. I - пространственные каркасы, устанавливаемые в местах пересечения стен; 2 - каркасы, устанавливаемые у граней проемов; 3 - армоблок из плоских каркасов; 4 - пространственный каркас перемычек



Рис. 1.5. Схемы вертикальных стыковых соединений монолитных стен:

а - бесшпоночное; б - с равномерно распределенными по высоте шпонками; в - с дискретно расположенными сквозными шпонками: 1 - монолитные стены, бетонируемые в первую очередь; 2 - стены, бетонируемые во вторую очередь; 3 - отсекатель из тканой сетки, укрепляемый на каркасе; 4 - горизонтальные арматурные связи
Наружные стены могут выполняться однослойными монолитными из ячеистого бетона с плотностью до 900кг/м3 при обязательном устройстве наружного защитного слоя. Наибольшее применение нашли наружные стены трехслойной сборной конструкции, которые соответствуют требованиям СНиП 23-02-2003 (Тепловая защита зданий).

Примеры ограждающих конструкций:

1)

2)







Рис.1.6. Трехслойная ограждающая конструкция. 1).Состоящая из ячеистого бетона (толщиной -0,4м), теплоизоляционного материала (пенополистирола толщиной -0.1м) и облицовочной кирпичной кладки ( толщиной -0,125м) 2). Трехслойная ограждающая конструкция. Состоящая из внутренней кирпичной кладки (толщиной -0,25м), теплоизоляционного материала (плита минераловатная толщиной -0,1м) и облицовочной кирпичной кладки (толщиной -0,125м).
Перекрытия применяются монолитные, сборно-монолитные и сборные.

М
Рис. 1.7.Трехслойная ограждающая конструкция. Состоящая из монолитного железобетона(толщиной-0,18м), теплоизоляционного материала (полистиролбетонные блоки толщиной-0.3м) и штукатурка (толщиной 0,02м)

1-полистирольные блоки,

2-монолитный железобетон,

3-торкрет-бетон (штукатурка).
онолитные перекрытия рассчитываются и конструируются как плиты, опертые по контуру или по трем сторонам с четвертой свободной стороной на унифицированную нагрузку для жилых помещений.

Сборно-монолитные перекрытия представляют двухслойную конструкцию по толщине плиты: нижний слой-сборная плита (скорлупа) толщиной 40-60мм, используемая в качестве несъемной опалубки; верхний слой- монолитный бетон толщиной 120-140мм. Расчет сборно-монолитного перекрытия на унифицированную нагрузку для жилых помещений производится как для сплошной монолитной плиты. Сборную плиту изготавливают с применением стальных форм-опалубок в полигонных условиях из тяжелого бетона класса В15. монолитный слой выполняется из тяжелого или легкого бетона класса не нижеВ12,5.

Сборные плиты перекрытия применяются: сплошные размером на планировочную ячейку и многопустотный настил.

Шахты лифтов выполняются монолитными.

Лестницы выполняются из унифицированных сборных железобетонных маршей и площадок, а также в монолитном исполнении с применением специальной формы-опалубки.

2. БЕТОНЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ И СОСТАВ
2.1. Классификация и состав

Бетоны классифицируют по ряду признаков. (ГОСТ 25192-82) По назначению различают конструктивные бетоны, из которых изготовляют несущие и ограждающие конструкции. По плотности бетоны делят на особо тяжелые (более 2500 кг/м3), тяжелые (1800... 2500 кг/м3), легкие (500... 1800 кг/м3), особо легкие (менее 500кг/м3).

По виду вяжущего различают бетоны: цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные и др. По виду заполнителей бетоны могут быть на плотных, пористых, и специальных заполнителях.

По структуре бетоны бывают с плотной, поризованной, ячеистой и крупнопористой структурой.

Наибольшее применение в практике строительства для возведения монолитных конструкций зданий получили конструкционные тяжелые и легкие цементные бетоны, в подобранный состав которых, обычно входят цемент, вода, заполнители и добавки.

Цемент - основной вид вяжущего материала для производства бетонных смесей. (ГОСТ 30515-97)

Цемент классифицируют по следующим признакам:

- виду клинкера и вещественному составу;

- прочности при твердении;

-скорости твердения;

- срокам схватывания;

По виду клинкера различают цементы на основе портландцементного и глиноземистого клинкера.

Цементы на основе портландцементного клинкера по вещественному составу и в зависимости от содержания активных минеральных добавок подразделяют следующим образом:

- без активных минеральных добавок - портландцемент;

- с активными минеральными добавками не более 20%- портландцемент с минеральными добавками;

-с добавками гранулированного шлака свыше 20% - шлакопортландцемент;

- с активными минеральными добавками свыше 20%- пуццолановый портландцемент.

По прочности при твердении различают следующие цементы:

- высокопрочные - марки 550,600 и выше;

- повышенной прочности - марки 500;

- рядовые - марки 300 и 400;

- низкомарочные - ниже марки 300.

По скорости твердения различают цементы:

- обычные с нормированием прочности в возрасте 28 суток;

-быстротвердеющие с нормированием прочности в возрасте 3 и 28 суток;

- особобыстротвердеющие с нормированием прочности в возрасте 1 суток и менее;

По срокам схватывания классифицируют цементы на:

- медленносхватывающиеся, с началом схватывания более 1 ч. 30 мин;

- нормальносхватывающиеся, с началом схватывания от 45 мин. до 1 ч. 30 мин;

- быстросхватывающиеся, с началом схватывания менее 45 мин.

С течением времени активность цемента снижается (за год 30-40 %), поэтому необходимо строго соблюдать правила и сроки его транспортирования и хранения.

Заполнители занимают в бетоне до 80 % объёма и существенно влияют на его прочность, долговечность и стоимость.

В качестве мелкого заполнителя применяют пески для строительных работ (ГОСТ 8736-93).

Для производства качественного бетона песок должен состоять из зерен различной величины (смесь среднего и крупного песка Мкр = 2-3), чтобы объем пустот в нем был минимальный, чем меньше объем пустот в песке, тем меньше требуется цемента, чтобы изготовить плотный бетон. Использовать песок с модулем крупности менее 1,5 и более 3,5 не рекомендуется

Крупным заполнителем в тяжелых бетонах служат гравий и щебень из плотных горных пород для строительных работ (ГОСТ 8267-93).

Рекомендуемая фракционная крупность заполнителей для бетонирования монолитных конструкций: 5-20 и 20-40мм

Для изготовления легких бетонов используют крупные от 5 до 40 мм пористые заполнители, к которым относят керамзит и его разновидности (шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит, вспученный аргиллит), термолит, аглопорит, шлаковую пемзу, гранулированный шлак, вспученный перлит и вспученный вермикулит, а также заполнители из пористых горных пород и отходов промышленности (ГОСТ 25820-2000).

Для приготовления бетонной смеси и поливки бетона в процессе твердения применяют любую воду из хозяйственного водопровода, рек или естественных водоемов (ГОСТ 23732-79).

Одно из перспективных направлений снижения расхода цемента, регулирования технологических свойств бетонной смеси и физико-механических характеристик бетонов- это применение химических добавок в производстве бетона (ГОСТ 24211-91).

По основному эффекту действия добавки подразделяют по следующим группам:

-регуляторы реологических свойств бетонных смесей (пластифицирующие, стабилизирующие, водоудерживающие);

-регуляторы процессов схватывания и твердения (замедлители схватывания, замедлители твердения, ускорители схватывания, ускорители твердения, противоморозные);

-регуляторы структуры бетона (воздухововлекающие, пенообразующие, газообразующие);

-добавки придающие бетону специальные свойства (уменьшающие смачивание, изменяющие электропроводность);

-добавки полифункционального действия ( комплексные);

-добавки, замедляющие коррозию арматурной стали (ингибиторы).

Некоторые из применяемых добавок при разной дозировке могут оказывать противоположные действия (ускорять либо замедлять твердение бетона, вызывать коррозию арматуры), поэтому вид и концентрацию добавок назначают, используя нормативную литературу, устанавливают в строительной лаборатории опытным путем.

Наряду с применением химических добавок для разбавления цементов высоких марок при приготовлении бетонов низких классов в бетонную смесь вводятся минеральные добавки: опоку, диатомит, молотый гранулированный шлак, золу - унос ТЭС и др. Это позволяет повысить эффективность бетонных смесей, особенно в монолитном домостроении, где по конструктивным соображениям бетоны высокой прочности не требуются.

2.2. Подбор состава бетона

Составом бетона называется массовое или объемное соотношение вяжущего, заполнителей и воды (ГОСТ 27006-86).

Наиболее часто состав бетона выражают в виде отношения Ц:П:Щ, которое показывает, во сколько раз количество мелкого заполнителя П (песка) и крупного заполнителя Щ (щебня) больше, чем цемента (Ц). Расход цемента в пропорции принимается за единицу. Обязательно указывают расход воды, который выражается водоцементным отношением В/Ц. Например, бетон состава 1:2,5:4 при В/Ц = 0,5 соответствует расходу на одну единицу массы цемента 2,5 единиц песка и 4 единиц щебня.

Выражают состав бетона в виде массового расхода материалов (кг), необходимых для приготовления 1 м3 (1000 л) бетонной смеси. Например: цемент - 300 кг, песок - 700 кг, щебень - 1200 кг, вода - 150 кг. Всего 2350 кг.

Состав бетона подбирают специальные лаборатории на основании сведений о вяжущем и заполнителях (активность цемента, наибольшая прочность заполнителей, модуль крупности песка) таким образом, чтобы при минимальном расходе цемента получить бетон с заданными свойствами (заданные сроки твердения, требуемый класс бетона, марки по морозостойкости и водонепроницаемости, необходимую подвижность или жесткость).

Состав бетона подбирают в определенной последовательности:

-определяют значение водоцементного отношения (по графикам и таблицам) и расход цемента (Ц) и воды (В) на 1м3;

- находят оптимальное соотношение песка, щебня, или гравия;

-устанавливают зерновой состав заполнителей;

- определяют предварительный состав бетона;

-пробным замесом проверяют подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси (при необходимости вносят поправки в расчет состава бетона);

-окончательно уточняют расход материалов на 1 м3 бетонной смеси;

- готовят опытные замесы контрольных образцов и испытывают эти образцы для определения прочности бетона;

-если прочность соответствует заданному классу бетона, состав утверждают для производства.

При подборе состава учитывают естественную влажность материалов.

2.3. Свойства бетонных смесей и бетонов

Основным технологическим свойством бетонной смеси является удобоукладываемость. Она оценивается по показателям подвижности (осадка конуса ОК) и жесткости (Ж) в соответствии с методами испытаний (ГОСТ 10181-2000).

Классификация бетонных смесей по степени их удобоукладываемости дана в табл. 2.1.

Подвижность бетонной смеси зависит от содержания в ней воды, водоцементного отношения, а также вида цемента, крупности заполнителей, количества и гранулометрического состава песка, введения в бетон добавок.

Хотя увеличение содержания воды в бетоне, увеличивая подвижность и улучшая удобоукладываемость, облегчает укладку, лишняя вода в бетоне вредна. Она увеличивает вероятность расслаивания бетонной смеси, требует повышенного расхода цемента, увеличивает пористость и усадку бетона, что снижает его качество. Поэтому в последнее время повышение подвижности бетонных смесей достигают не увеличением содержания в них воды, а введением специальных химических добавок- пластификаторов и суперпластификаторов (см. раздел3 настоящего пособия).
  1   2   3   4   5   6   7


Мазов Е.П.СТРОИТЕЛЬСТВО МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации