14 апреля 2011

Говоря о технологии строительного производства, строители имеют в виду, как правило, две его составляющие: технологию возведения зданий и сооружений и технологию выполнения строительных процессов.

возведение зданияТехнология возведения зданий предполагает изучение порядка выполнения строительных процессов при возведения здания или сооружения в целом, технология строительных процессов – правила выполнения отдельных строительных работ и процессов.

Объем информации о технологии возведения зданий существенным образом зависит от типов рассматриваемых зданий и может быть очень значительным, но независимо от вида строительства технология возведения зданий предполагает выполнение строительно-монтажных работ в два этапа: 

•    период организационно-технической подготовки;
•    основной период строительства.

Организационно-техническая подготовка включает:
•    организационную подготовку;
•    техническую (инженерную) подготовку;
•    технологическую подготовку.

Техническая (инженерная) подготовка строительной площадки предполагает создание условий для возведения качественно и в установленные сроки зданий и сооружений. Она включает в себя в общем случае инженерно-геологические изыскания и создание разбивочной геодезической основы, подготовку территории под застройку, освоение строительной площадки.

Внутриплощадочная подготовка территории под застройку включает расчистку территории, снос старых строений, которые не будут использоваться, срезку и складирование растительного слоя, перекладку коммуникаций, вертикальную планировку и отвод поверхностных вод. В неблагоприятных условиях могут быть произведены выторфовка (удаление торфа), намыв песка, устройство ограждающих дамб, понижение уровня грунтовых вод и т.д.

Техническая и технологическая
подготовки относятся к общему "подготовительному периоду". Продолжительность подготовительного периода составляет 10...20% от общей продолжительности строительства. 

После окончания  организационно-технологической подготовки осуществляется основной  период строительства, который включает работы подземного цикла, работы надземного цикла, внутренние работы, благоустройство.

В цикл подземных работ (нулевой цикл) включают земляные работы, устройство фундаментов, монтаж конструкций подземной части здания, гидроизоляционные работы. Работы надземного цикла: монтаж строительных конструкций, заполнение оконных и дверных проемов, кровельные работы, плотничные и столярные работы, санитарно-технические работы (стояки, вентиляционные короба).

Надземная часть здания может быть возведена из кирпича или других мелкоштучных материалов, из сборных конструкций, из монолитного железобетона, комбинированными методами. 

Внутренние работы делятся на работы отделочные и специальные.

Отделочные работы – это штукатурные, облицовочные, обойные и малярные работы, устройство полов.

Специальные работы – это внутренние санитарно-технические и электромонтажные работы, работы по монтажу систем вентиляции, связи, пожаротушения, сигнализации, монтаж технологического оборудования в производственном строительстве, пусконаладочные работы.

Благоустройство – это очистка и планировка территории вокруг здания, озеленение, устройство отмосток, тротуаров и прочее.

Выполнение санитарно-технических, электромонтажных и отделочных работ должны быть согласованы с производством общестроительных работ. Например, вводы коммуникаций устраивают в период выполнения работ подземного цикла, санитарно-технические приборы устанавливают во время производства отделочных работ, внутренние отделочные работы выполняются после устройства кровли и т. д. 

Наиболее распространенными строительными работами можно считать земляные работы, возведение каменных и монолитных железобетонных конструкций, монтажные, плотничные и столярные, отделочные работы.

При разработке проектно-технологической документации на производство строительных работ на конкретном объекте обычно проводится иерархическая декомпозиция работ на более управляемые элементы проекта. Уровень декомпозиции должен обеспечить достаточную степень достоверности принимаемых решений. Такими уровнями  для строительных работ являются трудовые (строительные) процессы и рабочие (строительные) операции.  То есть имеется ввиду, что каждая работа является результатом выполнения разнообразных строительных процессов, а процессы осуществляются рабочими (строительными) операциями.

Все разнообразие строительных процессов обычно классифицируется по следующим признакам:

*     технологичности;
*     степени механизированности;
*     сложности. 

По признаку технологичности строительные процессы могут быть разделены на основные, вспомогательные, транспортные. Основные – это процессы по непосредственному возведению конструкций и выполнению работ, например, монтаж конструкций, кладка кирпичной стены, ее штукатурка и т. д. 

К вспомогательным процессам относятся процессы, обеспечивающие возможность выполнения основных процессов, но результатом которых не является готовая строительная продукция. Нивелировка основания и установка маячков при монтаже стеновых панелей, устройство подмостей и лесов при кладке кирпичных стен, приготовление раствора при штукатурке и им подобные процессы могут быть отнесены к вспомогательным.

При этом одни и те же процессы для разных условий могут быть отнесены и к основным и к вспомогательным. Например, приготовление кладочной смеси в условиях строительной  площадки – это процесс вспомогательный, на заводе, растворо-бетонном узле – это процесс основной.

И, наконец, транспортные процессы – это процессы, связанные с доставкой стройматериалов и деталей к рабочему месту, причем имеются в виду как процессы, выполненные за пределами строительной площадки, внешним транспортом, так и  процессы по перемещению материалов и конструкций в пределах строительной площадки – внутриплощадочными транспортными средствами.

По степени механизированности строительные процессы делятся на механизиованные, полумеханизированные и ручные. Механизированными называют процессы, выполняемые с помощью машин (монтаж констркций подъемным краном, порытие траншеи экскаватором, засыпка грунта и планировка площадки бульдозером и др.)

Рабочие здесь лишь управляют машинами и обслуживают их. Полумеханизированные процессы характеризуются тем, что наряду с применением машин используется ручной труд где могут использоваться различные стройматериалы. Ручные процессы выполняются либо вовсе без инструментов (наиболее  характерный пример – ручная погрузка-разгрузка и переноска), либо с применением простейших инструментов (лопата, лом, топор, и т. п.).

Естественно стремление участников строительного процесса отказаться от использования ручного труда, перенести как можно больше процессов в заводские условия, где возможности их механизации значительно выше, получить для монтажа на строительной площадке конструкцию, требующую минимум затрат по доделке. Там, где удается решить такую задачу, строительные работы приобретают характер строительно-монтажных, связанных с механизированной сборкой и отделкой зданий и сооружений из элементов, изготовленных на предприятиях строительной индустрии. Там есть возможность говорить об индустриальном строительстве как строительстве максимально механизированном.

По степени сложности строительные процессы бывают простые и комплексные. Простой процесс представляет собой совокупность технологически связанных рабочих операций, обеспечивающих получение законченной продукции и выполняемых группой согласованно работающих исполнителей одной специальности, но различной квалификации. К простым процессам относятся, например, отрывка грунта экскаватором, установка конструктивного элемента в проектное положение. Комплексный процесс – это совокупность технологически связанных рабочих процессов, необходимых для выполнения строительно-монтажных работ.

Пример – железобетонные работы (установка опалубки и лесов, армирование, бетонирование, распалубка конструкции и др.). 

Строительные процессы в свою очередь состоят из рабочих операций. Рабочая операция – это элементарный процесс, технологически однородный и неделимый. Процесс монтажа крупных блоков, например, состоит из следующих операций: строповка блока, подъем блока, поворот стрелы крана, установка и  расстроповка блока, подъем крюка после расстроповки, возврат крана в исходное положение.

В процессе кирпичной кладки, осуществляемой вручную, выполняют следующие операции: подачу и раскладку кирпича на стене, расстилание раствора, укладку кирпича на раствор, расшивку швов и др.

14 апреля 2011

Каждую из строительных машин, с которой нам предстоит познакомиться, придется описать более или менее подробно, чтобы представить ее возможности, область применения. А чтобы говорить подробно о конкретной машине, надо иметь представление хотя бы о некоторых общих чертах, присущих любой машине вообще. Общим для любой машины является то, что она состоит из отдельных деталей, которые собраны в узлы, выполняющие какие-то функции.

бульдозерПоскольку детали эти (да и узлы тоже) очень часто одинаковы или очень похожи у разных машин, целесообразно, конечно, было бы изучить сначала эти детали. Сведения на эту тему излагаются в специальной дисциплине – “Детали машин”.

Они, конечно же, не могут быть рассмотрены в настоящем курсе, да для экономистов строительного профиля и вряд ли это нужно. Поэтому детали и узлы будут рассматриваться по ходу знакомства с машинами и только в таком объеме, без которого невозможно понять общее устройство машины и принцип ее действия.

Итак, несколько слов об устройстве любой машины.
Любая машина предназначена для какой-то одной или нескольких целей. Она должна что-то делать. Значит, у нее должен быть обязательно какое-то рабочее оборудование. Рабочее оборудование в общем случае состоит из рабочего органа и деталей, к которым он прикрепляется, а также узлов, с помощью которых приводится в движение рабочий орган. Например, рабочим органом бульдозера является отвал с ножом, закрепленный на подвижной раме и приводимый в движение гидроцилиндром или лебедкой. 

Для того чтобы можно было привести в движение рабочее оборудование, у машин должен быть источник энергии, т.е. силовое оборудование (двигатели внутреннего сгорания, электромоторы, пневмодвигатели) или силовая установка, представляющая собой агрегат, состоящий из двигателя и вспомогательных систем (питания, охлаждения, смазки).

Силовые установки могут быть с двигателями одного типа и комбинированные, например дизель-электрические.

Силовые установки бывают одно- и многомоторными.
Для того чтобы передать движение от силовой установки к рабочему оборудованию, любая машина должна иметь специальный механизм, называемый трансмиссией. Причем трансмиссия в процессе передачи движения может это движение значительно трансформировать. Например, менять направление движения, превращать вращательное движение в поступательное, изменять скорость, передаваемые моменты и усилия. Трансмиссии могут быть механические, гидравлические и электрические.

И силовой установкой, и трансмиссией и рабочим оборудованием необходимо управлять, для чего машина снабжается специальной системой управления. Силовое оборудование, трансмиссия и управление машиной в совокупности называется приводом машины.

Особенности строительства таковы, что рабочее место строительной машины не может быть постоянным. Ее необходимо перемещать со стройки на стройку. Для этого имеется ходовое оборудование, состоящее из движителя и устройств, соединяющих движитель с рамой машины. Движители бывают колесные, гусеничные, шагающие.

И, наконец, все перечисленные агрегаты должны быть смонтированы на каком-то общем основании – раме или платформе.

Итак, любая машина состоит из рабочего, силового и ходового  оборудования,  трансмиссии, платформы и системы управления. Из этого общего ряда могут быть некоторые исключения. Например, машины, приводимые в движение от посторонних источников энергии, не имеют силового оборудования.

Строительные машины к примеру теже самые бульдозеры, эксплуатация которых не предусматривает их перебазирования, не имеют ходового оборудования, многоцелевые машины могут иметь, напротив, несколько комплектов различного сменного рабочего оборудования.

14 апреля 2011

Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы стоят особняком в ряду всех строительных работ – они либо предшествуют, либо сопутствуют практически всем видам работ и поэтому правомерно рассмотреть их прежде остальных.

Не смотря на то, что на строительном объекте еще сохраняется большое количество людей, занятых ручным трудом на погрузке, разгрузке и переноске тяжестей, основные объемы этих работ выполняются с помощью транспортных и грузоподъемных машин. В связи с этим в настоящем курсе изучение транспортных и погрузочно-разгрузочных работ мы сведем к изучению транспортных и грузоподъемных машин.

погрузочно-разгрузочные работыЗначимость и место транспортных работ определяется и тем обстоятельством, что их доля в сметной стоимости строительства достигает 30%, а трудоемкость – до 40%. Это вызвано одной из особенностей строительства как отрасли материального производства – его большой материалоемкостью.

Так, при строительстве и капитальном ремонте на 1 м3 строительного объема здания расходуется от 30 до 500 кг различных стройматериалов и изделий. Сокращение затрат на транспортные работы обеспечивается правильным выбором и рациональной эксплуатацией транспортных средств и погрузочных механизмов, использованием комплексной механизации всех транспортных работ.

Классификация строительных грузов
В зависимости от характера груза и условий их перевозки все строительные грузы (стройматериалы) делят (более или менее условно) на три группы:
– сыпучие или навалочные, транспортируемые без упаковки, допускающие погрузку и выгрузку навалом;
– мелкие штучные, требующие погрузки и выгрузки специальными средствами с применением различной упаковки (тары);
– строительные детали, конструкции и полуфабрикаты, в том числе крупногабаритные и длинномерные, требующие для перевозки специальные транспортные средства. 

Особое место в этой классификации занимают порошкообразные и жидкие стройматериалы, которые могут перевозиться в таре и должны быть отнесены ко второй группе грузов, либо перевозиться специальным транспортом и принадлежать к третьей.

Классификация транспорта
Транспорт подразделяют на вертикальный и горизонтальный,  а также на внешний и внутрипостроечный. Горизонтальным транспортом грузы перевозят, вертикальным – грузят и разгружают, а также перемещают их по вертикали (например, в процессе монтажа). Внешним   транспортом доставляют грузы на строительную площадку, внутрипостроечным – с приобъектного склада до места его непосредственного использования. В качестве внешнего используются практически все известные виды транспорта – железнодорожный, водный, автомобильный, тракторный и даже воздушный.

Для внутрипостроечного перемещения грузов применяется множество грузоподъемных машин (краны, погрузчики, транспортеры, подъемники), с помощью которых часто перемещают грузы как по горизонтали, так и по вертикали и даже в обоих направлениях одновременно. 

Основными характеристиками транспортных средств являются:

•    максимальная грузоподъемность при перевозке грузов с большой объемной массой, позволяющей полностью использовать грузоподъемность транспортного средства вне зависимости от объема рабочего органа (кузова, вагона);

•    объем рабочего органа при перевозке грузов с малой объемной массой, так как при перевозке  таких грузов их масса при заполнении всего объема кузова будет меньше грузоподъемности транспортного средства. Вынужденный недогруз характеризуется коэффициентом грузоемкости, который определяется как отношение массы груза с полностью заполненным кузовом (вагоном) к максимальной грузоподъемности транспортного средства. Приближение значения этого коэффициента к единице является одним из направлений повышения эффективности использования транспорта.

Достигается это наращиванием бортов при перевозке легких грузов. При этом не следует забывать, что превышение значения коэффициента грузоемкости сверх единицы является нарушением правил технической эксплуатации транспортных средств, следствием чего, как правило, является увеличение затрат на техническое обслуживание, текущий ремонт, сокращение сроков между капитальными ремонтами;

•    тяговое усилие для транспортных средств, используемых в качестве тягачей.

Внешний транспорт

Наиболее распространен для перевозки строительных грузов автомобильный и в определенных условиях тракторный транспорт, а в условиях городского строительства до 90 % грузов перевозится автотранспортом. Поэтому на этих видах транспорта мы и остановимся. Железнодорожный, водный, а тем более воздушный транспорт строители самостоятельно почти никогда не эксплуатируют, и рассматривать их в настоящем курсе мы не будем.

Автомобильный транспорт

Автомобиль – это, пожалуй, та машина, с которой в той или иной степени знакомы практически все. И тем не менее необходимо хотя бы очень коротко напомнить об его устройстве, типах, и назначении. 

В зависимости от типа двигателя различают автомобили карбюраторные, дизельные, газогенераторные, газобалонные и электрические. Современные грузовые автомобили, грузоподъемности 5 т и выше, выпускаются почти исключительно с дизельными двигателями.

По назначению и типу установленного рабочего оборудования автомобили делятся на бортовые, автосамосвалы, специализированные и тягачи. 

Автосамосвалы, оборудованные опрокидывающимся кузовом, используются для перевозки сыпучих и навалочных грузов – грунта, щебня, керамзита, строительного мусора, снега, раствора и бетой смеси. Основными характеристиками самосвалов являются грузоподъемность, объем кузова и способ разгрузки. Грузоподъемность самосвалов колеблется от 2,5 до 40 т и более (карьерные самосвалы). Объем кузова – от 1,65 до 15 и более м3. Кузов самосвала опрокидывается обычно с помощью гидроцилиндров и чаще всего назад, реже – на одну или две стороны и еще реже – вперед (фронтальная разгрузка) на автомобилях, у которых кузов располагается перед кабиной водителя. Бывают прицепные самосвальные тележки с донной разгрузкой, у которых раскрываются створки днища (для разгрузки в бункеры с эстакад).

Бортовые автомобили используют для перевозки штучных грузов и грузов в контейнерах (кирпич, мелкие стеновые блоки, отделочные материалы, санитарно-технические изделия и т.п.). Грузоподъемность различных марок бортовых автомобилей колеблется от 1,5 до 12 т; длина кузова 2,5-5,8 м; ширина – 2-2,5 м; высота бортов – 0,35-0,9 м. Повысить грузоподъемность можно, используя прицепы к бортовым автомобилям. Это, конечно, ухудшает маневренность, но на хороших дорогах вполне допустимо. Для такого способа  требуются автомобили с двигателями повышенной мощности.

Специализированный автомобильный транспорт – автобетоносмесители, автоцементовозы, кирпичевозы, панелевозы, роспуски, бензовозы, автогудронаторы и др.

Тягачами буксируют прицепы или полуприцепы. Вид груза, перевозимого тягачом, зависит от специализации прицепа или полуприцепа и вида сцепного устройства. Грузоподъемность тягачей “на седле” бывает от 6 до 12 т, прицепов или полуприцепов, которые могут быть перевезены тягачом, – от 1 до 15 т. Прицепы и полуприцепы общего назначения предназначены для тех же грузов, которые перевозят и бортовые автомобили. Грузоподъемность их колеблется от 1 до 15 т, длина – от 2,9 до 12,9 м,   ширина – от 1,8 до 2, 6 м.

Прицепы и полуприцепы специального назначения используют для перевозки специальных грузов. Так одноосный прицеп-роспуск предназначен для перевозки длинномерных грузов, одноосный прицеп с установленными на нем специальными кондукторами – для перевозки ферм покрытия, многоосный прицеп-трайлер с установленными на нем специальными кассетами – для перевозки панелей, полуприцеп с установленной на нем цементной цистерной – для перевозки цемента.

Тракторный транспорт
Тракторный транспорт применяют, как правило, при бездорожье, на лесоразработках как буксирные средства и в качестве тягачей для грунтовозов, трайлеров, различного вида тележек. Тракторы бывают гусеничные и колесные. У тракторов тяговое усилие больше, чем у автомобилей, благодаря большому сцеплению с грунтом.

Транспортная скорость тракторов достаточно велика. У колесных, наиболее мобильных тракторов, она достигает 40 км/ч. Такие тракторы наиболее эффективны на дорогах с твердым покрытием. При перевозке по неподготовленным, временным дорогам выгоднее использовать гусеничные тракторы, которые имеют лучшую проходимость. Их скорость не превышает 12 км/ч. Удельное давление на грунт гусеничных тракторов 1 кгс/см2, у колесных тракторов – около 2,5-3,5 кгс/см2. Сила тяги гусеничных тракторов примерно равна их массе, а колесных – только половине массы.

Различают тракторы общего назначения, мелиоративные, карьерные, малогабаритные и специальные – для работы с отдельными типами машин.
Поскольку трактор используется в основном как тягач, главной его технической характеристикой является номинальное тяговое усилие.
Внешний вид трактора колесного и гусеничного все хорошо представляют. Попытаемся заглянуть внутрь с точки зрения общего устройства машины

Различные тракторы могут иметь различные трансмиссии – механическую, электромеханическую и гидромеханическую, различную конструкцию подвески – балансирная с каретками, полужесткая, эластичная и другие. У всех рассматриваемых транспортных машин различное расположение кабины – заднее, переднее и среднее. Могут быть и другие конструктивные отличия.

Для доставки стройматериалов и конструкций с приобъектного склада в рабочую зону (к рабочему месту, месту непосредственного использования) используется внутрипостроечный транспорт вертикальный и горизонтальный или совмещающий вертикальное и горизонтальное транспортирование.

Наиболее распространенными внутрипостроечными транспортными машинами являются строительные краны, подъемники, транспортеры, погрузчики.

14 апреля 2011

В строительстве используют следующие виды кранов: самоходные стреловые, башенные, ”нулевики”, легкие переносные краны, стационарные, козловые, кабельные, а также специальные краны – плавучие, летающие (вертолеты), трубоукладчики.

Самоходные стреловые краны

Большое распространение на строительстве получили самоходные стреловые краны, применяемые как на погрузочно-разгрузочных, так и на монтажных работах. Такие краны оборудуются короткими стрелами, если они предназначены для погрузо-разгрузочных работ, или длинными стрелами – для монтажных работ.

В зависимости от условий применения используются краны с прямой стрелой, стрелой с гуськом или стрелой башенного типа (так называемые башенно-стреловые краны), а также с телескопическими стрелами. Кроме основных узлов, из которых состоит любая строительная машина, краны оборудуются устройствами для контроля грузоподъемности и высоты подъема крюка.

Самоходный стреловый кранГрузоподъемность крана на основном крюке уменьшается, если стрела оборудуется гуськом (за счет массы гуська). Грузоподъемность на дополнительном крюке (гуське) всегда значительно меньше, чем на основном.

По конструкции ходового устройства самоходные краны делятся на краны гусеничные и пневмоколесные. Последние разделяются на краны автомобильные, ходовым устройством которых служит шасси автомобиля, и краны на специальном шасси автомобильного типа.

Каждый из этих типов имеет свои преимущества и недостатки. Краны на гусеничном ходу оказывают значительно меньшее удельное давление на грунт по сравнению с колесными (0,4-1,0 кгс/см2), что объясняется большой поверхностью опоры.

Это улучшает проходимость по бездорожью и слабым грунтам и позволяет увеличить вес машины, а значит и ее грузоподъемность. Поэтому самые  “грузоподъемные краны” – преимущественно на гусеничном ходу. Но этот движитель создает и неудобства – в первую очередь плохая маневренность и сложности при перебазировании (железнодорожный транспорт, тяжеловозы). Кроме того, гусеничный ход имеет и чисто технические недостатки: сложная конструкция, быстрый износ деталей, большая собственная масса, достигающая 40 % массы всей машины.

Самой высокой маневренностью и высокой скоростью передвижения отличаются автомобильные краны (до 60 км/ч без груза), что позволяет применять их для выполнения рассредоточенных работ. Устроен автомобильный кран следующим образом. На шасси грузового автомобиля вместо кузова устанавливается ходовая рама, а на ней – поворотная рама. Эти рамы соединены поворотным устройством. На поворотный раме установлены механизмы подъема и опускания груза и стрелы, механизм поворота рамы, а также закреплены стрела, кабина, противовес.

Недостатком конструкции автомобильных кранов является их сравнительно малая устойчивость.

Для повышения устойчивости при работе под кран подводят механические, гидравлические или пневматические выносные опоры (ауттригеры), являющиеся одним из узлов крана. Применение выносных опор повышает грузоподъемность крана, но снижает его маневренность – на время их использования кран становится стационарным.

Промежуточное положение по перечисленным достоинствам и недостаткам кранов между автомобильными и кранами на гусеничном ходу занимают пневмоколесные краны. Они установлены на специально для них созданные шасси. Такое шасси имеет более широкую базу и увеличенную против автокрана устойчивость.

Для снижения удельного давления на грунт такое шасси имеет до восьми осей. И при этом такое шасси сохраняет маневренность машины с колесным движителем (конечно, не с такой скоростью, как автомобильный, но это и не всегда нужно). Заканчивая характеристику ходовой части кранов, надо упомянуть, что краны на гусеничном ходу иногда монтируют на тракторном шасси. Наиболее характерный пример – трубоукладчики.

Некоторые краны оборудуются сменными стрелами. Автокраны зарубежного производства имеют несколько большую максимальную грузоподъемность. Например, японская фирма “КАТО” предлагает автокраны с грузоподъемностью от 16 до 160 т и длиной стрелы до 50 м. Немецкая фирма “Liebcher” производит краны на короткобазовых пневмоколесных шасси максимальной грузоподъемностью от 30 до 80 т и с максимальным вылетом стрелы 30-40 м.

Гусеничные краны выпускаются грузоподъемностью от 5 до 100 т. Бывают даже до 250 т и с длиной стрелы до 42 м. Фирма “Liebcher” выпускает краны на гусеничном ходу с решетчатой стрелой максимальной грузоподъемностью до 1000 т и максимальным вылетом стрелы до 100 м. Однако при этом надо заметить, что выпуск гусеничных кранов постоянно снижается в связи с необходимостью быстро перебрасывать стреловые краны с одного объекта на другой по территории не только одной страны, но и соседних, в основном европейских стран с хорошими автотрассами. У этих кранов предусмотрена замена крюка на другое рабочее оборудование, которое значительно расширяет область применения крана (грейфер, драглайн, копер, струг).

Башенные краны
Для возведения жилых и общественных зданий и их ремонта, а также при строительстве многих производственных объектов, особенно многоэтажных или высотных в качестве одного из основных грузоподъемных механизмов используются башенные краны. Эти краны бывают передвижными, передвигающимися по наземным путям, в том числе криволинейным (редко) или стационарными, приставными

Башенные краны различают по типу башен – с поворотной башней и неповоротной с поворотным оголовком, а также по типу конструкции стрелы – на краны с подъемной стрелой и балочной.
Наиболее часто применяют краны с поворотной башней. У них центр тяжести находится ниже, чем у кранов с поворотным оголовком, так как большинство узлов расположено у основания крана.

Благодаря этой особенности масса кранов с поворотной башней меньше, чем с неповоротной. Эти краны проще монтировать, демонтировать, транспортировать; башня при нагрузке меньше деформируется, что обеспечивает меньшую раскачку груза.

Краны с подъемной стрелой, у которых изменение вылета стрелы осуществляется ее наклоном, более просты по конструкции в сравнении с кранами, оснащенными балочной стрелой. Но это преимущество рождает и недостатки, основными из которых следует считать следующие. Наименьший вылет стрелы у таких кранов составляет 30 % от наибольшего (вертикально стрелу поднять невозможно), поэтому нельзя или сложно полностью использовать подкрановое пространство, особенно на коротких подкрановых рельсах.

Шарнирное закрепление стрелы затрудняет точность наводки груза (монтируемого элемента), так как при подъеме или опускании стрелы груз перемещается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

В кранах с балочной стрелой перемещение груза требует меньшей энергии, наводка груза проще, подкрановое пространство используется лучше, но маневренность таких кранов и масса больше, чем у кранов с подъемной стрелой вследствие большей сложности конструкции.

Передвижные башенные краны различают по типу ходового оборудования – рельсовые, автомобильные, пневмоколесные, гусеничные.   Преимущественное применение получили башенные краны, передвигающиеся по рельсовым подкрановым путям. Такие краны просты в эксплуатации и обеспечивают высокую безопасность работы.

башенный кранОсновными элементами башенного крана являются: башня, стрела, опорная рама, на которой закреплена башня – либо непосредственно (если башня неповоротная), либо через опорно-поворотное устройство (если башня поворотная). В верхней части башни монтируется поворотный или неповоротный оголовок. Для создания удерживающего от опрокидывания крана момента на башенных кранах устанавливается противовес – либо на опорно-поворотном устройстве (для кранов с поворотной башней), либо на консоли (для кранов с поворотными оголовками).
Основными характеристиками башенного крана служат вылет стрелы, высота подъема крюка, и грузоподъемность.

Грузоподъемность передвижных башенных кранов для гражданского строительства составляет 3-8 т, приставных – до 12,5 т, в промышленном строительстве применяются башенные краны с грузоподъемностью 20 т и более. Вылет стрелы в гражданском строительстве – до 25 м, в промышленном – до 50 м. Высота подъема крюка 30-50 м для гражданского строительства, 58-80 м – для промышленного. Приставные краны выпускают с высотой подъема крюка до 160 м.

Краны ”нулевики”
Как и башенные краны, они перемещаются по подкрановым путям, но отличаются от последних отсутствием башни. Выпускают краны ”нулевики” грузоподъемностью от 4,5 до 30 т, с вылетом стрелы до 20 м и высотой подъема крюка до 16 м. Краны такого вида в основном предназначены для ведения работ ниже нулевой отметки, поэтому дополнительной характеристикой такого крана является максимальная глубина опускания груза относительно уровня стоянки крана.

Легкие переносные краны
Эти краны раньше, когда строители не были так избалованы средствами “большой” механизации очень широко применялись, а сейчас используются в меньшей степени. Они очень удобны при выполнении сравнительно малых объемов работ и  необходимости поднимать и перемещать грузы массой до 1 т на расстояние до 4 м. Большим преимуществом этих кранов является возможность их установки не только на земле, но и на зданиях.

Новые экономические условия, заставляющие тщательно считать деньги, возрождают интерес строителей к этим кранам.
Устроен легкий переносной кран очень просто. Поворот крана осуществляется вручную. Имеется тормозное устройство и стреловой канат для изменения вылета стрелы.

При подаче стройматериалов внутрь здания с помощью такого крана их поднимают снаружи до уровня оконных проемов с принятием груза на выносные площадки в проемах или до уровня перекрытия, на котором установлен кран с последующим опусканием материала внутри здания до требуемого этажа через отверстия, оставленные в нижележащих перекрытиях.

Грузоподъемность зависит от вылета стрелы: чем больше вылет, тем меньше грузоподъемность. Высота подъема крюка зависит от места установки крана: при установке на земле высота подъема крюка – от длины и вылета стрелы, при установке на перекрытии или на крыше здания – от вместимости барабана лебедки (длина троса, на которую рассчитан барабан).

Стационарные краны
Для монтажа сверхтяжелых конструкций и оборудования на ограниченном пространстве и на большую высоту иногда (достаточно редко) используются мачтовые краны. Они наиболее просты по конструкции. Их особенностью является независимое выполнение металлоконструкций и механизмов.
Кабельные краны
Для перемещения груза на большие расстояния, например, на лесобиржах, в том числе через преграду, например, русло реки в гидротехническом строительстве, применяют кабельные краны.

Грузоподъемность кабельных кранов и длина пролета различны в зависимости от их назначения, и составляют 1,5-25 т на складах при пролете до 250 м и до 150 т при пролете до 1000 м для гидротехнического строительства.

Козловые краны
Для монтажа тяжелого оборудования, при возведении протяженных монолитных сооружений, при производстве железобетонных изделий в полигонных условиях широко применяются козловые краны грузоподъемностью от 1 до 500 т, пролетом 10-50 м и консолями  4-10 м. Высота козловых кранов достигает 30 м. Кран состоит  из мостовой балки (фермы) , которая опирается на две опоры , установленные на ходовые рельсовые тележки. По мостовой балке передвигается грузовая тележка. Балка может быть с консолями.

На некоторых моделях козловых кранов можно увеличивать пролет с помощью вставок в мостовую балку, но при этом снижается грузоподъемность. Обычно такие краны управляются из кабины но есть и краны, управляемые с земли. 

14 апреля 2011

Подготовительные работы при строительстве домов можно условно разделить на два этапа: подготовка территории под застройку и освоение строительной площадки. На первом этапе территория застройки должна быть освобождена от всего, что может помешать строительству, на втором – напротив, обеспечить строительную площадку всем, без чего строительство осуществить невозможно.

Подготовка территории
подготовительные работы на стройплощадкеК подготовке территории при новом строительстве дома относят следующие работы: снос и разборку ветхих строений, вывозку мусора, вырубку или пересадку кустарника и деревьев, корчевку пней, уборку крупных камней, перекладку или перенос коммуникаций, находящихся в габаритах будущей застройки, отвод поверхностных и подземных вод, укрепление при необходимости грунтов.

Способ сноса строений зависит от их типа, вида конструкций, степени их изношенности (ветхости строений), возможностей строительной организации.

При сносе строений с хорошо сохранившимися кирпичными стенами производят сверху вниз разборку кровли, перекрытий, перегородок и заполнений проемов. 

Обрушение несущих и ограждающих стен производят  с помощью тракторов или бульдозеров и тросов, закрепляемых  к верху обрушаемого массива. При этом допускается просечка перемычек и подготовка отдельных массивов к валке путем их подрубки. Подрубку массивных стен производят на глубину не более 1/3 толщины стены при условии отсутствия наклонов в сторону подрубки с обязательным устройством подпорок со стороны, противоположной подрубке, с постановкой стоек из однородной древесины твердых пород. Подпорки устанавливаются под углом 45 градусов к горизонту.

Для предупреждения самопроизвольного падения стены (от порывов ветра) необходимо до начала подрубки стену укрепить тросовыми оттяжками, расположенными под углом не более 30 градусов к горизонту. На каждую подпорку или оттяжку должно приходиться не более 5 м стены. Подрубка стен толщиной менее 2,5 кирпича воспрещается. 

При обрушении бульдозерами к разрушаемому массиву прикрепляют трос, длина которого должна быть не менее двукратного расстояния от верхней части массива до уровня земли, независимо от собственной высоты обрушаемого массива При значительном износе основных конструкций здания возможен снос его методом разрушения с применением экскаваторов, оснащенных клин- или шар-молотами, бульдозеров, или подрывом. 

Примерно в таком же порядке осуществляют снос и деревянных строений. Если древесина сносимых строений поражена грибком, строение сжигают.

Разборку конструкций полносборных зданий осуществляют в порядке обратном порядку монтажа. Монолитные конструкции перед разборкой необходимо расчленить на отдельные конструктивные элементы. Для разборки зданий большой высоты в настоящее время используют высокопроизводительное оборудование, представляющее собой комплект навесного оборудования на гусеничный гидроэкскаватор.

В комплект оборудования входят ножницы для разборки армированного бетона, комплект сменных челюстей для разборки стальных конструкций, гидромолот с конической ударной пикой для дробления железобетона.
При сносе строений кирпичный бой можно использовать для временных дорог, для приготовления цемянки или в качестве заполнителя бетона низких марок. Древесину используют для разогрева битума и мастик в построечных условиях или при отогреве мерзлого грунта. Демонтированные железобетонные конструкции могут служить сырьем для получения щебня.

Разборка строительных конструкций. Демонтаж перегородок, оконных и дверных заполнений. В зданиях постройки до 1960 г. в большинстве случаев установлены деревянные перегородки, разборку которых рекомендуется производить по следующей технологии. Под нижними обвязками перегородок пробивают отверстия и закрепляют в этих отверстиях стропы крана. Перегородки, освобожденные от креплений в стенах и перекрытиях, с помощью стропов и крана транспортируются на транспортное средство или на специальную площадку для дальнейшей переработки.

Демонтаж оконных и дверных заполнений начинают со снятия оконных приборов, после чего легким ломиком снимают створки и фрамуги с навесов, глухие фрамуги перед этим освобождают от  креплений и укладывают на верстаки, где осторожно извлекают оконное стекло и штапики. Подоконные доски и приставные коробки снимают вручную, предварительно освободив их от креплений и заделки в стенах.

Работы по демонтажу оконных и дверных заполнений рекомендуется выполнять звеном рабочих, состоящим из двух человек, с применением электроотверток и пневматического ручного инструмента.

Очистку территории от леса, кустарника, пней, камней производят с помощью техники: тракторов-древовалов со специальным навесным оборудованием, отвалом бульдозера-планировщика, кусторезом. Деревья валят, спиливая их электрическими или бензиновыми пилами. Пни корчуют по всей площади основания насыпей, имеющих высоту менее 1 м. Под насыпи высотой более 1 м корчевку пней не производят, но они должны быть срезаны на уровне земли.

Отвод поверхностных и подземных вод.

Вода на строительной площадке может быть подземная, которая постоянно находится под землей на незначительном уровне от ее поверхности, и поверхностная, которая поступает на площадку в результате дождей, таяния снега. Отвод поверхностных вод осуществляют с помощью системы канав (кюветов) с уклоном для стока воды в заданном направлении от строительной площадки.

Если рельеф не позволяет вывести воду с площадки, то создают приемные выемки и устанавливают насосы для перекачки. Мощность насоса должна обеспечивать откачку из котлована всей прибывающей воды. На случай аварии насоса мощность всех установленных насосов (но не менее двух) назначают с двукратным запасом.

Подземные воды со стройплощадки могут быть отведены временно или постоянно. Временный отвод заключается в понижении уровня подземных вод, как правило, ниже отметок заложения фундаментов на время производства работ. На глубине 5-10 м понизить уровень подземных вод можно с помощью иглофильтров. Иглофильтр представляет собой трубу диаметром 38-50 мм с цилиндрическим или коническим наконечником, и перфорированными стенками.  Группы погруженных в осушаемый грунт фильтров объединяют общим всасывающим коллектором, который присоединяют к насосу. Воду насосами через напорные трубопроводы откачивают в водоем.

Понижение уровня грунтовых вод до 5 м достигают одноступенчатой установкой. При понижении уровня вод на большую глубину применяют двухступенчатые установки иглофильтров. На большой глубине (до 30 м) понизить уровень подземных вод при рытье котлованов можно центробежными насосами, опущенными в обсадные трубы.

Постоянный отвод подземных вод со строительной площадки осуществляют с помощью дренажей. Дренажи могут быть открытыми и закрытыми. Для этого прорывают канавы и закладывают дренажи. В качестве дренажей наиболее часто применяют: в неглубоких канавах – поверхностные лотки, в закрытых глубоких траншеях – заполнение щебнем, крупнозернистым песком, камнем и другим фильтрующим материалом или  уложенные на дно траншеи дренажные трубы (асбоцементные, керамические, керамзитобетонные), в которые собирается грунтовая вода и отводится с участка Укрепление, упрочнение грунтов.

Необходимость в укреплении грунтов возникает либо при новом строительстве, если они имеют недостаточную прочность для восприятия нагрузок от строящихся зданий, либо при надстройках существующих сооружений. Для укрепления грунтов применяют ряд материалов и технологических приемов, повышающих водонепроницаемость, плотность и соответственно прочность грунтов. По названию укрепляющего материала или приема называются и способы укрепления. Это следующие способы: силикатизация, битуминизация, цементация, глинизация, смолизация, обжиг и замораживание.

Все эти способы имеют общую основу технологии производства. Она заключается в выполнении следующих операций: забуривание скважин, погружение инъекторов (устройство очень похожее на иглофильтры), приготовление и нагнетание укрепляющих компонентов, извлечение инъекторов, промывка оборудования и тампонаж скважин (скважины в грунте, оставшиеся после извлечения инъекторов, должны быть забиты цементным раствором или пластичной глиной), проверка качества укрепленного основания путем контрольного вскрытия грунта в трех-четырех местах.

Радиус закрепления грунта зависит от применяемого для укрепления компонента, фильтрующей способности грунта, диаметра инъекторов, мощности нагнетающего устройства. Он (радиус) определяется расчетом или опытным путем. Расстояние между рядами инъекторов, располагаемыми в шахматном порядке, а также между инъекторами в ряду равно 1,5-2 радиуса закрепления грунта.

Для различных видов грунтов наиболее эффективными могут оказаться разные способы их укрепления, а для разных способов укрепления имеются и некоторые различия в технологии их осуществления, касающиеся в основном аппаратурного оформления способа (конструкции инъекторов, нагнетателей и т. п.).

Силикатизацию применяют для укрепления мелкозернистых песчаных грунтов водонасыщенных и сухих, а также плывунов, просадочных лессов  и лессовидных суглинков. Материалами для силикатизации служат жидкое стекло и хлористый кальций. В практике нашли применение два способа силикатизации: одно- и двухрастворный. Песчаные грунты закрепляют поочередным нагнетанием в грунт двух растворов (двухрастворный способ). Для закрепления лессовидных грунтов используют однорастворный способ силикатизации, т.е. нагнетание одного жидкого стекла, которое вступает в реакции с имеющимися в лессе солями кальция.

Способ битуминизации заключается в нагнетании расплавленного битума в полости и трещины кавернозных пород через пробуренные скважины. Поскольку битум сохраняет текучесть только в разогретом состоянии, инъекторы для закачивания его в грунт должны обеспечивать подогрев битума в стволе скважины. Этот метод можно применять только в сухих, песчаных и скальных грунтах.

Цементация грунта заключается в том, что через скважины в грунт под давлением нагнетается цементный раствор (вода и цемент в соотношении от 1:12 до 1:1 в зависимости от водонасыщенности грунта).

Метод глинизации состоит в нагнетании в грунт суспензии бентонитовой глины. Глина при увлажнении набухает, и силы набухания противостоят силе просадки.

Закрепление грунтов с помощью инъекцирования в грунт гелеобразующей смеси, приготовленной из разбавленного раствора карбамидной смолы, называется смолизацией.
Все перечисленные виды укрепления грунтов проводят специализированные организации, имеющие проекты по укреплению грунтов , необходимое оборудование и квалифицированные кадры.

Обжиг применяют для различных грунтов. Инъекторы для обжига имеют значительно больший диаметр, чем при других способах укрепления грунтов, и выполняются из жаропрочных труб. На верхнем конце инъектора находится чаша, в которой сжигается распыляемое через форсунку горючее (дизельное топливо или природный газ). В чашу с помощью компрессора подается сжатый воздух, увлекающий за собой в грунт горячие газы. Под действием высокой температуры грунт спекается и упрочняется.

Для укрепления плывунов используют замораживание грунта. Инъекторы при этом двойные (труба в трубе). По инъекторам циркулирует (не нагнетается в грунт!) охлаждающий реагент, например, жидкий аммиак или охлажденные концентрированные солевые растворы.

14 апреля 2011

Производству работ по возведению объекта предшествует подготовительный организационно-технический период по освоению строительной площадки, в течение которого осуществляется ее ограждение, разбивка сооружений, устройство временных зданий и сооружений.

Ограждение строительной площадки выполняют сборно-разборное из инвентарных щитов (дощатых или из профилированного  металлического настила) и стоек. Для исключения земляных работ стойки устанавливают на лежнях или между фундаментными блоками, временно смонтированными в один ряд насухо по периметру строительной площадки.

Строительные огражденияДля удобства и безопасности прохода возле строительной площадки вдоль ограждения с наружной его стороны устраивают козырек и при необходимости тротуар из досок. При устройстве в ограждении проходов в здание над ними делают сплошной настил (после монтажа основных конструкций здания). Если  ограждение выходит на магистраль, то его внешний вид согласовывают с местной администрацией. 

На стадии освоения строительной площадки должна быть создана геодезическая разбивочная основа, служащая для планового и высотного обоснования при выносе проекта подлежащих возведению зданий и сооружений на местность, а также  (в последующем) для геодезического обеспечения на всех стадиях строительства и после его завершения.

Определение и закрепление на местности осей котлованов, траншей, насыпей, их глубины или высоты называют геодезической разбивкой. Ее выполняют, используя геодезические приборы. При горизонтальной разбивке определяют и закрепляют местоположение осей строящегося здания и намечают очертание земляных сооружений в плане, а при вертикальной – глубину выемок и высоту насыпей.

Для этого сначала создается геодезическая разбивочная основа преимущественно в виде опорной строительной сетки из квадратов и прямоугольников со стороной 100-200 м. Разбивку строительной сетки и закрепление ее на местности с помощью постоянных знаков производят, используя имеющуюся на площадке (или вблизи от нее) геодезическую сеть. 

Работы на строительной площадке начинают с определения местоположения углов возводимого здания относительно опорной строительной сетки. Положение углов здания на местности определяется координатами. Крайние оси здания закрепляют в углах обноской, устраиваемой на расстоянии 4-5 м от границ будущего сооружения.

Она представляет собой стойки, устанавливаемые по периметру сооружения через 3-4 м. К стойкам на высоте 1,5 м горизонтально закрепляют прожилины, на которых с помощью теодолита размечают положение крайних осей сооружения. Обноска может быть деревянной или металлической. Металлическую (инвентарную) используют многократно. 

Разбивают котлованы и траншеи непосредственно перед отрывкой. Между противоположными обносками натягивают проволоку, фиксирующую ось здания, и отвесом передают положение оси на поверхность грунта. Размеры котлована по верху закрепляют хорошо видимыми колышками или вехами. Глубину котлованов, траншей контролируют нивелиром.

После зачистки откосов и дна котлована делают исполнительную съемку в плане и по высоте, а затем приступают к детальной разбивке сооружения на продольные и поперечные оси отдельных строительных блоков и частей сооружения и переносу их осей на дно котлована.  Кроме закрепления на местности конфигурации и размеров здания в плане детальная разбивка предполагает определение высотных отметок с помощью реперов и створных знаков, устанавливаемых в контуре сооружения и за его пределами.

Строительную обноску иногда делают не сплошной, а прерывистой, для того, чтобы обеспечить ее сохранность при перемещении техники в пределах контура строящегося объекта.

Временные сооружения возводят для размещения в них бытовых помещений, складов, производственных помещений, источников энергоснабжения. В качестве временных строений используют, как правило, инвентарные передвижные или контейнерные бытовки, имеющие в своем составе гардеробные, сушилки, умывальные и даже душевые.

К временным сооружениям относят и временные сети для подвода к строительной площадке электроэнергии, воды, тепла, а также временные автомобильные дороги.

14 апреля 2011

Под земляными работами имеется в виду выполнение процессов, связанных с изменением состояния и формы строительного грунта. Земляные сооружения – это готовая продукция (результат) земляных работ. Земляными работами называют планировку участков для строительства, рытье котлованов и траншей для устройства фундаментов и прокладки коммуникаций, разработку выемок и отсыпку насыпей при прокладке дорог и каналов, устройство временных земляных перемычек при перекрытии рек, обратную засыпку и т. д.

Земляные сооружения разделяют на постоянные и временные. К постоянным относят плотины, дамбы, выемки для прокладки дорог, ложа искусственных водоемов, русла каналов, спланированные площадки для возведения жилых кварталов, промышленных зданий и других сооружений; к временным – котлованы и траншеи для возведения фундаментов, траншеи для прокладки инженерных коммуникаций и т. д., т.е. все земляные сооружения, возводимые на время строительства. 

Земляные работыКотлован  от траншеи отличается абсолютными размерами и соотношением собственных размеров. Траншеей принято называть длинные узкие (шириной не более 2,5-3,0 м) выемки, ширина которых незначительна по сравнению с длиной. Котлован – это выемки шириной более 3 м и с сопоставимыми размерами длины и ширины.

Если грунт для насыпи или обратной засыпки берется из выемки за пределами строительной площадки, то такие выемки называются резервами. Если грунт из выемки складируется в насыпи без перспектив использовать этот  грунт в процессе строительства или для обратной засыпки, то такая насыпь называется кавальером, а место отсыпки кавальера называется отвалом.

Существуют также временные выемки, закрытые с поверхности и устраиваемые для сооружения теле-, транспортных, коммуникационных или водопропускных сооружений. Такие выемки называют подземными выработками. Если отсыпка грунта из отвала используется для полного закрытия подземного сооружения или коммуникаций, ее называют обратной засыпкой

От попадания воды в выемку он защищается также банкетом – невысоким земляным валиком, отсыпаемым вдоль бровки выемки. 

Земляные работы представляют собой комплекс процессов основных (разработка грунта, его перемещение и укладка), подготовительных и вспомогательных. Подготовительные процессы, осуществляемые до начала разработки грунта (устройство водоотвода, понижение уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых грунтов) рассмотрено ранее. Вспомогательные процессы осуществляются либо до либо в процессе возведения земляных сооружений. 

В частности к вспомогательным работам относится устройство временных креплений котлованов и траншей. Как правило, крепление производят при ведении работ в стесненных условия или при наличии грунтовых вод или в других сложных гидрогеологических условиях. Необходимость крепления устанавливается проектом. Устройство креплений вертикальных стенок траншей и котлованов требует значительных затрат ручного туда, поэтому крепления производят только в том случае, когда это экономически целесообразно или когда не представляется возможным устройство безопасных откосов.

В зависимости от вида грунта, ширины и глубины выемок и сроков службы применяют различные типы креплений. Для узких траншей глубиной 2-4 м в сухих грунтах используют горизонтально-рамное крепление В тех случаях, когда исключается возможность установки распорок (например, при разработке широких котлованов, или необходимости ведения в траншеях работ, которым помешают распорки, например, укладка труб), применяют анкерные, подкосные или консольные крепления, а также различные их сочетания (консольно-анкерные, консольно-подкосные).

Крепление вертикальных стенок траншей глубиной до 3 м должно быть, как правило, инвентарным (сборные щиты, объединенные со стойками, металлические распорки, в том числе телескопические, объемные переставные блоки и т.д.).

Разработка траншей с вертикальными стенками без временного крепления разрешается нормами при отсутствии грунтовых вод в грунтах естественной влажности при глубине траншеи не более 1 м в песчаных и гравелистых грунтах, не более 1,25 м – в супесях, не более 1,5 м –- в глинах, не более 2 м – в особо плотных нескальных грунтах. Разработка таких же траншей роторными или траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинки, глины) без временного крепления допускается на глубину до 3 м.

Выемки, разрабатываемые в сложных гидрогеологических условиях (сыпучие и неустойчивые грунты, сильный приток грунтовых вод и т. д.), крепят сплошным шпунтовым ограждением, которое забивается по периметру выемки до начала разработки грунта. В качестве шпунта используют деревянные пластины (доски, брусья) или стальной прокат специального профиля. Поверху шпунт может распираться отдельными распорками или распорной рамой, если позволяет геометрия выемки и условия производства работ в нем.

В строительном комплексе более 30% рабочих занято выполнением земляных работ, в том числе около 10% – на строительно-монтажных работах и 20% – на эксплуатации строительных машин.
Разработку грунтов в строительстве  ведут ручным, механизированным, гидравлическим и взрывным способами. Кроме того,  в ряде случаев грунт либо в сочетании с основными методами, либо самостоятельно перерабатывают методам вытрамбовывания и бурения.

14 апреля 2011

Сваи применяют для устройства фундаментов промышленных и гражданских зданий, при строительстве опор мостов, набережных, эстакад и др. Короткие сваи (длиной 2-6 м) используют в качестве столбчатых фундаментов полносборных зданий.

Сваи можно классифицировать по многим признакам, важнейшими из которых являются:
- способ передачи нагрузок от сооружения на грунт;
- технология устройства;
- назначение;
- материал конструкции и форма поперечного сечения.

По способу передачи нагрузки на грунт сваи бывают висячие и сваи-стойки. 

По технологии устройства сваи подразделяются на погружаемые различными способами (такие сваи, естественно, изготовлены заранее), их еще называют забивными; и набивные – изготавливаемые на месте их работы – в проектном положении.

По назначению сваи бывают одиночные, свайные кусты, совместно работающие  в свайном поле, и шпунтовые. 

Расположение свай в плане зависит от рода сооружения, его массы, места приложения нагрузки. При одиночном размещении каждая свая работает независимо от соседних свай. Сосредоточенная нагрузка от отдельных тяжело нагруженных опор или колонн передается на кусты свай, состоящие из 3-12 шт. Для совместной работы свайного поля при равномерно распределенной нагрузке сваи связывают поверху ростверком  - это или плита, или лента. Для деревянных свай эта цель достигается с использованием так называемой обвязки, укладываемой поверху свай после их выравнивания.

Материалом для изготовления свай может служить пиломатериалы, металл, бетон и железобетон, уплотненный грунт, песок, щебень, грунтобетон.

Форма поперечного сечения бывает квадратной, прямоугольной, многогранной, круглой. Сваи могут быть сплошного сечения или полыми, постоянного по длине сечения и переменного (пирамидальные). 

Висячие сваи передают нагрузку от сооружения на грунт за счет трения между боковой поверхностью сваи и грунтом, сваи-стойки – опиранием заглубленного конца сваи на плотные слои грунта

Забивные сваи

Забивные сваи погружаются в грунт различными способами – статическими, динамическими и комбинированными.

Статические способы – это вдавливание, подмыв, завинчивание.

Забивные сваиВдавливание применяют при погружении коротких свай сплошного и трубчатого сечения, оно эффективно для погружения железобетонных свай во влажные глинистые и суглинистые грунты. Для вдавливания используют установки, смонтированные из двух тракторов, вес которых через систему полиспастов и обойму передается на сваю, и внедряет ее в грунт.

Преимущества способа – отсутствие динамических воздействий через грунт на рядом расположенные здания и сооружения.
Подмывом ускоряют погружение свай при использовании любых способов погружения. Заключается он в том,  что в грунт рядом со сваей опускают две подмывные трубы. По трубам подают воду под давлением в несколько атмосфер.

Вода, размывая грунт у острия сваи, значительно уменьшает трение ее боковой поверхности о грунт, в результате чего свая погружается под действием собственной массы и массы установленного на ней молота или другого погружающего устройства.  Естественно, этот способ нельзя применять для висячих свай – трение уменьшается или добивать сваю на заключительном отрезке погружения без подмыва.

Завинчивание используется для погружения в грунт винтовых свай – это сваи, имеющие винтовой наконечник. Для этого используется специальное оборудование – кабестаны. Кабестан представляет собой механизм, включающий две пары захватов, обнимающих сваю и передающих ей вращательное движение при погружении в грунт.

Для завинчивания свай большой длины (свыше восьми метров)  кабестаны монтируют на кранах – плавучих или сухопутных, а длиной до 8 м используют мобильную установку на базе автомобиля. Основания с применением винтовых свай применяют тогда, когда на фундаменты при эксплуатации воздействуют выдергивающие усилия. Завинчивание свай может осуществляться как вертикально, так и наклонно на глубину до 10 м.

Из динамических способов погружения свай можно выделить ударный метод (забивка) и  вибропогружение. Забивка осуществляется молотами – это устройства по принципу привода разделяющиеся на механические, паровоздушные и дизельные молоты. В любом случае сваебойный агрегат включает три  обязательных элемента: 

- шасси, на котором передвигается агрегат, это может быть трактор, экскаватор, самоходный кран, в том числе – автомобильный;
- устройство для установки сваи в вертикальное положение и сохранения его во время забивки – это так называемый копер;
- и собственно молот.

Механический  молот – это металлическая отливка весом 0,1-3,0 т с захватным устройством и лебедкой, – устройство дешевое, простое, долговечное, но малопроизводительное. 

Набивные сваи
Набивные сваи в зависимости от конструкции и способа изготовления различают:
- набивные бетонные, с трамбованием бетона во время подъема обсадной трубы;
- грунтовые набивные (скважины уплотнения);
- вибросваи;
- сваи с уширенной пятой;
- буронабивные;
- вибонабивные;
- штампонабивные и т. д. 

Их основные преимущества:
-  возможность изготовления любой длины;
-  отсутствие значительных динамических воздействий при устройстве свай;
-    применимость в стесненных условиях;
-    применимость при усилении существующих фундаментов. 

Для всех видов требуется бурение скважины или выштамповка ложа с последующим заполнением ее или бетой смесью, или грунтом с уплотнением или грунтом с добавлением  вяжущих веществ.

Набивные сваиЕсли грунты склонны к обрушению, стенки скважины закрепляют обсадными трубами. При устройстве буронабивных свай в неустойчивых обводненных грунтах для удержания стенок скважины от обрушения применяют глинистый раствор. Для усиления несущей способности набивных свай они могут армироваться.

Технологию устройства ростверка выбирают в зависимости от типа свай и конструкции ростверка. На сваях из бетона и железобетона ростверк выполняют из сборного и монолитного железобетона.
Длина свай достигает 20...30 м при диаметре 50...150 см. Сваи, изготовляемые с применением установок фирм Като, Беното, Либхер могут иметь диаметр до 3,5 м, глубину до 60 м, несущую способность до 500 т.

Шпунтовые сваи 

Для водонепроницаемых перемычек и  экранов в гидротехническом строительстве, крепления вертикальных  стенок котлованов, устройства набережных, причалов и т. п. используются шпунтовые сваи, погружаемые вплотную одна к другой, для образования сплошной стенки, называемой шпунтовым рядом.

Производство работ

Производство работ начинают с разбивки мест установки свай. Оси закрепляют створными знаками. Разбивку каждого свайного ряда и куста сохраняют до приемки всех свай этого ряда. Центр сваи закрепляют штырем или колышком. В состав работ по устройству свайного основания включаются доставка, раскладка, погружение. Поднимать сваи при погрузке и разгрузке необходимо за подъемные петли. При подъеме свай длиной более 6 м следует пользоваться траверсой. 

Забивка заключается в установке сваи на место и закрепление ее, погружении сваи в грунт ударами молота, передвижении и установки копра на новом месте.

При установке сваи она подтягивается к копру, поднимается, располагается на размеченном месте, закрепляется в стреле копра. Сваи подают к месту забивки и располагают на близком расстоянии от копра, чтобы их можно  было подтянуть тросами, проходящими через блоки на копре к двухбарабанной лебедке.

Забиваемую сваю надо закрепить так, чтобы она стояла вертикально или с проектным уклоном. Свая не должна отходить от стрелы копра, но в то же время свободно скользить вдоль нее по мере погружения в грунт. В простейшем случае сваю притягивают к стреле  копра петлей из пенькового каната. В лучшем случае для направления свай  во время забивки  применяют специальные приспособления в виде ползунков, скользящих между стоек копра и соединенных со сваей болтами и хомутами.

Первые удары по свае молотами рекомендуется делать при небольшом подъеме молота, чтобы легкой осадкой сваи в грунт дать ей правильное направление. 

Забивают сваи-стойки до проектной отметки – до уровня оголовков свай, а сваи висячие – до так называемого проектного (контрольного) “отказа”  – наименьшую, разрешенную величину погружения сваи за 10 ударов (“залог”), разрешенную проектом.

В зависимости от формы и размера участка, а также от вида грунта выбирают способ и схему погружения свай.

В несвязных грунтах при большом участке застройки принимают последовательно-рядовую схему, когда забивают сначала в одном направлении, а затем параллельно первому ряду – в обратном направлении. 

При кустовом расположении свай в слабосжимаемых грунтах сваи забивают по спиральной схеме, начиная от середины ряда по спирали по направлению к крайним рядам участка. На больших площадях и плотных грунтах сваи забивают по секционной схеме, т.е. их погружают по секциям через ряд. 

При  забивных сваях, головы которых часто оказываются на разных отметках, перед устройством ростверка выполняют трудоемкие операции по выравниванию голов свай (срубают бетон, режут арматуру  т. д.).

Срезают бетон обычно с помощью пневматических отбойных молотков. Более эффективно применять для этих целей установки для срезки свай, состоящие из жесткой замкнутой станины, подвижной рамы, съемных  зубьев и гидромолота с поршнем. При подготовке голов набивных свай к устройству ростверков проверяют верхнюю поверхность по нивелиру и при необходимости выравнивают опорную поверхность свай бетонной смесью или цементно-песчаным раствором.

При наличии в грунте линз плотного грунта или включений крупных камней целесообразно до начала забивки пробурить лидирующую скважину, обеспечивающую правильность направления забивки.

14 апреля 2011

Каменные конструкции возводят из природных и искусственных камней, укладывая их на строительном растворе с соблюдением определенных правил.

Природные камни используются в виде рваного бутового камня, тесаного бутового камня, плитняка, пиленых камней из известняка, пемзы, туфа, ракушечника. Искусственные – кирпич глиняный (керамический): полнотелый, пустотелый, пористый, пористо-пустотелый, отделочный; кирпич силикатный;  блоки керамические, блоки легкобетонные. 

Любой камень правильной формы имеет шесть плоскостей, наибольшую из которых (опорную) при укладке камня плашмя называют постелью, длинные боковые грани – ложками, а короткие – тычками.
Смеси кладочные отличаются друг от друга используемым вяжущим, заполнителем, прочностью.
В зависимости от использованного вяжущего кладочные растворы могут быть простыми (цементными или известковыми), сложными (цементно-известковыми, цементно-глиняными), а в зависимости от заполнителя – теплыми (на легких заполнителях) или холодными (на тяжелых заполнителях).

По прочности раствор разделяют на марки 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. 

Растворы для каменной кладки должны быть не только прочными, но и достаточно технологичными, т. е. они должны позволять укладывать их на основание тонким однородным слоем. Для этого раствор не должен содержать включений, превышающих по размеру толщину шва и обладать достаточной удобоукладываемостью, которая существенно повышается введением в раствор пластификаторов.

В качестве пластификаторов используются тонкодисперсные минеральные добавки (известь, глина, активные минеральные добавки) или органические поверхностно-активные вещества, в том числе и суперпластификаторы. 

Кроме пластификаторов в состав кладочных растворов могут вводиться другие добавки для модификации его свойств. Например, снизить температуру замерзания могут противоморозные добавки (хлористый натрий, поташ, нитрит-нитрат кальция), ускорить твердение можно с помощью добавки в раствор ускорителей твердения. 

Большое значение для качества кладочного раствора имеет гранулометрический состав заполнителей. Песок не должен содержать частиц крупностью более 5 мм.
При возведении каменных конструкций используется также стальная арматура и детали крепления перегородок.

Назначение кладочного раствора: скрепление камней, перераспределение нагрузок, обеспечение плотности кладки.

Элементы каменной кладки
Каменная кладкаКаменная кладка выполняется рядами. При укладке камня длинной стороной вдоль стены образуется ложковый ряд, а при укладке короткой – тычковый. Все наружные ряды кладки с обеих сторон называются верстами. Версты бывают наружными, если они образуют наружный (обращенный на фасад) ряд, и внутренними, если ряд кладки выходит внутрь помещения. Версты могут быть соответственно ложковые и тычковые. Внутренние ряды кладки, уложенные между верстами, называют забутовочными рядами или просто забуткой.

Зазоры между отдельными камнями в кладке образуют швы. В зависимости от расположения в кладке они бывают горизонтальными (постель) и вертикальными. Последние, в свою очередь, разделяются на продольные, если они расположены вдоль стены и поперечные – поперек стены. Швы между отдельными кирпичами должны быть заполнены раствором. Толщина растворного шва – 10 мм.
Если раствор в швах не доходит до лицевой поверхности на 10-15 мм, то кладку называют “впустошовку”. Ее применяют при кладке стены под штукатурку. 

Если раствор в швах доходит до лицевой поверхности стены, то кладку называют “вподрезку”, так как выдавливаемый из швов в процессе кладки излишек раствора подрезается кельмой заподлицо с поверхностью стены. Такие швы могут отделываться специальным инструментом – расшивкой, с помощью которой шву придают форму валика или выкружки. Такая кладка называется “под расшивку”.

Правила разрезки каменной кладки

При производстве каменной кладки особое значение имеет порядок расположения камней, от которого зависят устойчивость и прочность каменного сооружения. Камни и раствор должны работать как монолитный массив, способный сопротивляться действующим на него усилиям.

Порядок расположения камней называется разрезкой кладки. Правила разрезки кладки должны обеспечить монолитность кладки и способность сооружения воспринимать нагрузки. 

Существует три основных правила разрезки.

Первое правило разрезки устанавливает, что ряды камней в кладке необходимо располагать параллельно друг другу и перпендикулярно действующей нагрузке. Постели камней должны опираться на нижележащий ряд по всей своей плоскости. Горизонтальный шов между рядами должен быть полностью заполнен раствором во избежание концентрации напряжений, возникающих при передаче усилий не по всей поверхности камня, а в отдельных точках.

При действии нагрузки под углом к плоскости рядов в кладке возникают сдвигающие усилия, которые могут вызвать ее разрушение. Однако в ряде случаев, например, при кладке опор сводов, подпорных стен, приходится допускать наклонное действие нагрузки. Но при этом угол наклона действующей силы не должен превышать определенной величины.

Второе правило предполагает следующее: расположение камней в кладке должно быть таким, чтобы исключалась возможность их сдвига или скола под влиянием действующих на кладку сил. Для этого все боковые плоскости соприкасающихся камней (вертикальные швы) должны быть перпендикулярны постели.

При этом поперечные швы должны быть перпендикулярны наружной поверхности кладки, а продольные швы – параллельны ей. В случае образования наклонных к постели плоскостей клинообразные камни под действием усилий, возникающих в кладке, могут раздвинуть соседние камни, а неперпендикулярные плоскости к наружным поверхностям кладки создадут условия для выпадения отдельных камней.

Третье правило определяет взаимное расположение вертикальных продольных и поперечных швов в смежных рядах кладки. Для создания монолитности каменной кладки камни вышележащего ряда необходимо укладывать на нижележащий ряд так, чтобы они перекрывали вертикальные швы между камнями в продольном и перечном направлениях. Такая перевязка швов позволяет исключить в кладке возникновение отдельно стоящих столбов на всю высоту кладки, воспринимающих усилия самостоятельно и потому склонных к разрушению от потери устойчивости и расслоения. При такой системе кладки воздействующие усилия N передаются всей кладке, и устраняется опасность ее расслоения.

Прочность кладки, выполненной с соблюдением всех правил разрезки, зависит от прочности камней и раствора, системы перевязки, а также толщины и плотности швов.

Перевязка швов

Для выполнения третьего правила разрезки каменной кладки используется перевязка швов – перекрытие отдельными камнями вертикальных швов нижележащих рядов. При кладке различают перевязку вертикальных швов продольных и поперечных.

Перевязку продольных швов делают для того, чтобы кладка не расслаивалась вдоль стены не более тонкие стенки, и чтобы напряжения в кладке от нагрузки равномерно распределялись по ширине стены. Перевязка поперечных швов необходима для продольной связи между отдельными кирпичами. Эта связь обеспечивает  монолитность стен при неравномерных осадках, температурных деформациях  и др. Перевязку поперечных швов выполняют ложковыми и тычковыми рядами, а продольных – только тычковыми.

При кладке столбов из кирпича используется трехрядная система перевязки. В цепной кладке тычковые и ложковые ряды чередуются один за другим. Забутка при цепной кладке всегда выполняется тычками, первый ряд наружной версты – всегда тычки в независимости от толщины стены. Перевязка швов в прямых углах, у вертикальных торцов стен и в примыканиях стен достигается за счет применения неполномерных 3/4 кирпичей в тычковых рядах. 

Однорядная кладка прочнее других за счет регулярного (в каждом ряду) перекрытия швов, но требует применения большого количества неполномерных кирпичей, что является ее недостатком.
Многорядная (шестирядная) кладка допускает совпадения вертикальных продольных швов в пяти смежных ложковых рядах с перекрытием их шестым тычковым рядом. При этом поперечные вертикальные швы в ложковых рядах перекрываются не на 1/4 кирпича, как при цепной системе перевязки, а на 1/2.

При многорядной системе перевязки значительно уменьшается количество кирпичей, укладываемых в вестовые ряды, и увеличивается объем забутки, что способствует повышению производительности труда каменщиков.

Независимо от системы перевязки в нижнем (первом) и верхнем (последнем) рядах выкладываемых конструкций, а также на уровне обрезов стен и столбов и выступающих рядов кладки  (карнизах, поясах и т. п.) применяют тычковые ряды из целых кирпичей. Кроме того, целые тычковые кирпичи укладывают под балками, прогонами, мауэрлатами и плитами.

14 апреля 2011

Отделку кирпичных стен часто выполняют облицовкой, выполняемой одновременно с кладкой. В  качестве стройматериалов используются лицевой кирпич (силикатный, обыкновенный глиняный повышенного качества или с декоративным покрытием), лицевые камни (керамические или природные) закладные бетонные или керамические плиты.

Плиты из камня устанавливают с помощью анкеров из нержавеющих материалов на расстоянии 3-5 см от стены. Это пространство заполняют раствором или оставляют незаполненными. При использовании лицевого кирпича кладку ведут как обычно, предпочтительнее многорядная разрезка, так как в этом случае требуется меньше лицевого кирпича.

кладка из кирпичаКладка перегородок из кирпича, шлакобетонных камней, гипсовых и керамзитобетонных плит. Перегородки из гипсолитовых плит устраивают только в помещениях с нормальной влажностью воздуха, из кирпича и легкобетонных камней – в помещениях с нормальной и повышенной влажностью. Элементы перегородок укладывают на раствор с перевязкой швов.

При кладке перегородок из гипсолитовых плит, как правило, не удается обеспечить ровную поверхность с обеих сторон перегородки, поэтому стремятся выровнять только одну сторону, которая впоследствии не затирается. Все неровности при этом окажутся на другой стороне; их ликвидируют затиркой.

При кладке перегородок больших размеров в промышленных зданиях в перегородки встраиваются металлические колонны, обеспечивающие устойчивость перегородок. Все виды перегородок крепятся к стенам и перекрытиям. К стенам - с помощью ершей или гвоздей и проволоки, а перегородки из гипсолитовых плит - путем укладки металлических оцинкованных деталей. Детали крепления перегородок к перекрытиям дают в рабочих чертежах.

Перемычки, арки, своды, дымовые и вентиляционные каналы, карнизы и др. В настоящее время в качестве перемычек чаще всего используют сборные железобетонные балочки с опиранием 12-15 см, но можно применять и рядовые, клинчатые, лучковые арочные или  стрельчатые перемычки из отдельных камней, для устройства которых устанавливают специальную опалубку – кружало.

Рядовые перемычки выполняют из отборного кирпича М75 на известково-цементном растворе М25. Для прочности в перемычку укладывают арматуру из полосовой или круглой стали диаметром (толщиной) 4-6 мм, по одному стержню сечением 0,2 см2 на каждые 1/2 кирпича толщины стены. Стержни втапливаются в слой раствора толщиной 2 см, предварительно уложенный на опалубке, и заводят в обе стороны за проем по 25 см, а концы их загибают в виде крюков.

Клинчатые и арочные перемычки выполняют из тесаного кирпича по опалубке соответствующей формы и чаще всего в зданиях со стенами “под расшивку”.

При устройстве таких перемычек из обычного  кирпича над небольшими проемами швы из раствора делаются клинообразными, ширина их в нижней части арки не должна быть менее 5 мм, а в верхних – не более 25 мм. Перемычки выкладывают из нечетного числа камней, работу ведут одновременно с двух противоположных концов. Крайние ряды кладки перемычки опирают на выложенные   в кладке стены опорные пяты. Заканчивают кладку перемычки средним замковым рядом.

Для кладки арочных перемычек устраивают дощатые кружала, опирающиеся на стойки. Правильность радиальных швов кладки и формы выкладываемой арки контролируют с помощью шнура и шаблона – угольника. Для опускания опалубки предусматривают специальные клинья, которые обеспечивают плавное раскружаливание (передачу нагрузки с опалубки на перемычку) арки после ее выкладки. Срок выдерживания перемычек на опалубке при растворе не ниже М25 составляет  для рядовых перемычек – не менее 12 суток, а для клинчатых и арочных – 7 суток.

Карнизы и пояса  выкладывают по цепной системе перевязки из отборного целого кирпича. Свес каждого ряда кладки в карнизах допускается не более 1/3 длины кирпича, а общей вынос кирпичного неармированного карниза не должен превышать половины толщины стены. При большем выносе карнизы выкладывают с армированием или применяют сборные железобетонные элементы.

Кладка стен облегченной конструкции.

В кладке стен облегченных конструкций часть ее заменяют пустотами, заполненными теплоизоляционными материалами. Это кирпично-бетонная кладка, колодцевая кладка, кладка конструкции ЦНИИСКа.

Кирпично-бетонная кладка состоит из двух продольных стенок в 1/2 кирпича, промежуток между которыми заполняется легким бетоном или легкобетонными вкладышами. Связь между продольными стенками осуществляется тычковыми кирпичными рядами. Связи, т.е. тычковые ряды, могут располагаться в одном уровне или в разных уровнях в шахматном порядке.

Колодцевая кладка также выполняется из двух параллельных стенок в 1/2 кирпича, выкладываемыми через 2,5-4 кирпича. Поперечные стенки перевязывают по высоте с продольными через один ряд кладки и выкладывают из целого кирпича. Колодцы (пустоты) в кладке стен заполняют термоизоляционными материалами (шлаком, пемзой, туфовым и ракушечниковым щебнем, другими материалами минерального происхождения) с легким трамбованием.

Облегченная кирпичная кладка конструкции ЦНИИСКа – это те же две стенки с теми же перемычками, тем же утеплителем. Только между утеплителем и наружной стенкой оставлена воздушная прослойка, улучшающая условия эксплуатации стены – вентилируемый фасад.

Кладка из камней неправильной формы.

Чаще всего камни неправильной формы используются для кладки в местностях, где этот камень доступен и дешев, в связи с чем дешевле и каменные конструкции из него. Используются такие камни для возведения хозпостроек, оград, иногда для индивидуальных жилых домов, но чаще всего – для устройства бутовых фундаментов. 

Их выкладывают двумя способами: “под лопатку” и “под залив”. Кладку “под лопатку” выполняют рядами, как и из камней правильной формы, с соблюдением перевязки швов. Для этого камни необходимо подбирать, делая их приколку, с тем, чтобы получить ряды кладки толщиной до 30 см.

Первый ряд укладывают насухо на выровненный грунт или слой щебня из крупных постелистых камней с тщательной расщебенкой пустот. Для этого образовавшиеся в кладке пустоты заполняют мелким камнем, утрамбовывают и заливают жидким раствором. Укладку следующих рядов ведут с соблюдением перевязки швов на пластичном растворе.

Кладку “под залив” выполняют из рваного камня в опалубке или в распор со стенками траншей. В отличие от кладки “под лопатку” здесь не укладывают верстовых рядов, а просто укладывают камни слоями 12-20 см, расщебенивают и заливают раствором, вибрируют. Если бутовую кладку облицовывают кирпичом, то кладку ведут одновременно, кирпичную стенку используют как опалубку.

Бутобетонная кладка применяется при ширине фундаментов более 40 см. Представляет она собой бетонную смесь, в которую втапливаются бутовые или булыжные камни (до 50 % объема). Бетонирование ведут в щитовой опалубке или в распор с отвесными стенками траншеи, отрытой в плотных грунтах.

Поперечный размер втапливаемых камней обычно не превышает 1/3 ширины возводимой конструкции. Бутобетон менее трудоемок и требует менее квалифицированного труда.  

Каменные стены значительной протяженности разрезают осадочными (до подошвы фундамента) или температурными (до фундамента) швами. Толщина шва - 10-20 мм. Форма шва – шпунтовая.

При возведении каменных конструкций в районах с повышенной сейсмичностью кладку приходится усиливать дополнительным армированием в углах, в местах примыкания стен, простенков. Перемычки в этих условиях устраиваются только монолитные. По всему периметру здания устраиваются антисейсмические пояса из монолитного железобетона.