полный конспект

I. ВВЕДЕНИЕ

Строительство - это отрасль материального производства, в которой создаются основные фонды производственного (промышленные предприятия, энергетические комплексы, дороги, магистральные трубопроводы и др.) и непроизводственного (жилые дома, общественные здания, гостиничные комплексы и др.) назначения.
Капитальное строительство - обобщающий термин, включает новое строительство, реконструкцию и расширение с техническим перевооружением, капитальный и текущий ремонт зданий и сооружений.
Одной из систем капитального строительства является строительное производство.
Строительное производство - совокупность работ на строительной площадке в подготовительный и основной периоды строительства, включая работы по возведению подземной и надземной частей здания, все отделочные работы и инженерное санитарно- и электротехническое оборудование, лифты и др.
Строительное производство объединяет технологию и организацию строительного производства.
В свою очередь технология строительного производства является объединением двух последовательных подсистем: технологии строительных процессов и технологии возведения зданий и сооружений.
Технология строительных процессов рассматривает теоретические основы, способы и методы выполнения строительных процессов.
Технология возведения зданий и сооружений определяет теоретические основы и принципы практической реализации отдельных видов строительных, монтажных и специальных работ, рассматриваемых самостоятельно или во взаимоувязке в пространстве и времени с другими работами с целью получения продукции в виде законченных строительством зданий и сооружений.

II. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ.
ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1. Строительная продукция. Отличительные особенности

Строительная продукция - это:
а) законченные в строительстве и введенные в эксплуатацию здания и сооружения;
б) отдельные части зданий и сооружений (очереди, пролеты, секции), определяемые проектными, архитектурно-планировочными, конструктивными, организационно-технологическими решениями;
в) отдельные объемы работ (м2, м3, шт.), выполненные в определенный период времени.

Производство строительной продукции отличается от промышленного производства. В промышленном производстве составляющие его элементы связаны, как правило, жесткой технологической, например конвейерной, линией, общими производственными площадями, а также единой системой управления.
В строительном производстве создаваемая строительная продукция неподвижна и стационарна (перемещаются рабочие, орудия и предметы труда), имеет большие размеры и массу, ее производство занимает, как правило, длительное время.

2. Строительные процессы и работы. Классификация

Основу строительной технологии составляет строительный процесс. Существо процесса составляет действие. Процесс есть совокупность действий. Действие неотделимо от движения, которое, в свою очередь, неразрывно связано со временем.
Каждое из рабочих действий направлено на переработку исходных предметов труда (материалов, полуфабрикатов, изделий и т.п.), изменение их количественных и качественных характеристик. Действие совершается исполнителем целенаправленно с использованием инструментов, приспособлений, механизмов, машин (технических средств). Оно должно быть обеспечено соответствующими знаниями, навыками, информацией.
Одно или несколько последовательных рабочих действий образуют рабочую операцию - технологически неделимый элемент процесса. Результатом рабочей операции является изменение не менее одного из свойств или характеристик исходного предмета труда или их взаимного расположения.
Несколько рабочих операций, ведущих к созданию или формированию конструктивного элемента проектной конструкции здания, образуют простой процесс (например, разработка грунта при устройстве котлована). Простой процесс выполняется определенным составом рабочих и технических средств.
Совокупность простых процессов, в результате выполнения которых создается часть проектной конструкции, будет представлять комплексный технологический процесс (например, устройство котлована с выполнением всего комплекса работ, необходимых для последующего возведения фундаментов здания).
При возведении объекта могут выполняться несколько комплексных процессов, образующих в совокупности сложный процесс, результатом которого является возведение здания или сооружения.
Строительство ряда объектов силами одной строительной организации требует координации и взаимоувязки объектных систем. В этом случае формируется строительный поток, в основе которого лежит совокупность нескольких объектных потоков, образующих межобъектный процесс.
Рассмотренное и сформулированное описание строительных процессов представляет собой их вертикальное строение и представлено в табл.1.




Таблица 1 Вертикальное расчленение строительного технологического процесса

Ступень строительного процесса
Содержание процесса
Пример

Рабочее действие
'Элементарный рабочий прием; подготовка предметов и орудий труда
Подача крюка крана к сборному элементу

Операция
Технологически неделимый элемент, изменение одной или нескольких количественных н качественных характеристик
предметов труда
Подъем сборного элемента

Простой процесс
Организационный и технологически неделимый элемент; создание части «конструкции»
Установка сборного элемента в проектное положение

Комплексный технологический процесс
Создание «конструкции»
Устройство подземной части здания из сборных элементов

Сложный строительный процесс
Создание объекта
Возведение одноэтажного [промышленного здания

Межобъектный строительный процесс
Создание комплекса объектов
Одновременное строительство нескольких объектов


Классификация строительных процессов

1. По степени механизации:
механизированный процесс выполняется при помощи механизмов (отрывка котлована экскаватором, монтаж сборных конструкций краном);
ручной процесс осуществляется при помощи механизированного инструмента (вибратор, краскопульт) или немеханизированного (лопата, топор, пила);
полумеханизированный процесс характеризуется тем, что при его выполнении наряду с машинами используется ручной труд;

2. По назначению:
основные процессы, при выполнении которых создаются элементы и части здании и сооружений. Эти процессы обеспечивают получение продукции строительного производства и заключаются в переработке, изменении формы и придании новых качеств материальным элементам строительных процессов;
вспомогательные процессы (подготовительные), необходимые для нормального выполнения основных процессов - устройство подмостей для кирпичной кладки, ограждение стенок траншей, укрупнительная сборка конструкций перед монтажом, обустройство монтируемых конструкций вспомогательными навесными приспособлениями;
заготовительные процессы включают добычу песка, щебня, приготовление раствора, бетона, изготовление элементов опалубки, арматуры и т. д. Эти процессы обычно выполняют на карьерах, на специализированных предприятиях: заводах товарного бетона, арматурных и деревообрабатывающих цехах и т.п.;
транспортные процессы, необходимые для доставки требующихся материальных ресурсов и грузов на строительную площадку.;

3. По характеру выполнения процессов:
непрерывные процессы, позволяющие сразу приступить к осуществлению последующих - кирпичная кладка, монтаж отдельных конструктивных элементов;
прерывные процессы, требующие перед выполнением последующих процессов обязательных технологических перерывов для выдерживания и набора прочности бетона, сушки штукатурки;

4. По значимости (по приоритетности выполнения):
ведущие процессы, определяющие итоговые сроки возведения здания или сооружения;
совмещаемые процессы, выполняемые только параллельно с ведущими (монтаж и заделка стыков, кирпичная кладка и оштукатуривание, общестроительные и специальные работы).

Классификация строительных работ

При возведении зданий и сооружений выполняются комплексы работ, которые можно объединить в группы.
Общестроительные работы по способу их выполнения или применяемых и обрабатываемых материалов подразделяют на земляные, свайные, каменные, монтажные, бетонные, кровельные, отделочные и др.
Специальные работы включают монтаж систем водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции, электромонтаж, монтаж технологического оборудования, лифтов, возведение резервуаров, промышленных печей и т. д. Эти работы специфичны, в том числе для каждого строительного объекта своя номенклатура подобных работ, поэтому преимущественно специальные работы выполняют специализированные организации.
Вспомогательные работы предназначены для обеспечения строительства материалами, полуфабрикатами, деталями и подразделяются на транспортные и погрузочно-разгрузочные.

Строительные работы можно классифицировать по периодам или циклам:
В подготовительный период осуществляется общая подготовка на строительной площадке к производству работ, включая снос строений, планировку, устройство временных дорог, устройство бытовых помещений для строителей, прокладку временных коммуникаций.
В состав работ по возведению подземной части или нулевого цикла входят: земляные работы (отрывка котлована, траншей под ленточные фундаменты и коммуникации к зданию от основных магистралей, обратная засыпка пазух), возведение фундаментов, стен подвала, внутренних перегородок, колонн, перекрытия, бетонной подготовки и т.п. из сборных или монолитных железобетонных конструкций, гидроизоляционные работы (изоляция пола и стен подземной части), ввод в здание необходимых коммуникаций (прокладка к зданию в траншеях трубопроводов коммуникаций с устройством разводки их в подвальной части здания).
На второй стадии строительства (возведении надземной части здания) обычно выполняют: монтаж сборных или возведение монолитных строительных конструкций, панелей наружных и внутренних стен, установку оконных и дверных блоков, кровельные работы, санитарно-технические работы по устройству вентиляционных систем, прокладке стояков горячей и холодной воды, газоснабжения, прокладке стояков и разводок электроснабжения ит.д.
Третья заключительная стадия называется отделочным циклом, в этот период выполняют все отделочные работы: завершение остекления, плиточные и штукатурные работы, отделка (окраска и отделка стен, потолков, столярных изделий, трубопроводов), устройство всех видов полов, установка санитарно-технических приборов и электротехнической арматуры.

3. Трудовые ресурсы строительных процессов

Различные виды СМР выполняются рабочими различных профессий и специальностей.
Профессия рабочих - это их постоянная деятельность, определяемая видом и характером выполняемых ими работ (монтажники, бетонщики, маляры).
Специальность - более узкая специализация по данному виду работ (монтажник-высотник, монтажник железобетонных или металлических конструкций).
Квалификация - наличие знаний и навыков для выполнения работы определенной сложности. Показателем квалификации является разряд, устанавливаемый в соответствии с квалификационными характеристиками каждой профессии и разряда.
Единый тарифно-квалификационный справочник ЕТКС работ и профессий в строительстве включает 179 профессий, с учетом 6-разрядной сетки, принятой в строительстве. В справочнике приведены требования, предъявляемые к рабочим разных профессий в отношении знаний и умения выполнять ту или иную работу. В соответствии со сложностью выполняемых строительных процессов для рабочих основных профессий установлено шесть квалификационных разрядов:
Кадры строительных рабочих готовят в профессионально-технических училищах и колледжах, а также путем обучения и повышения квалификации в учебных пунктах и комбинатах, на строительных площадках.

4. Организация труда рабочих. Звенья и бригады рабочих.

Успешное выполнение строительных процессов требует разделения труда между рабочими и организации их совместной работы. Большинство строительных процессов выполняются группами рабочих.
Звено - группа рабочих одной профессии, выполняющих совместно один и тот же вид работ; при разной квалификации членов звена рабочие более высокого разряда выполняют более сложные операции. Численность звена обуславливается рациональной организацией труда; состав обычно колеблется в пределах 2...5 чел.
Бригада - несколько звеньев рабочих, объединенных для совместного производства одного и того же вида работ. Количественный и квалификационный состав звеньев и бригад устанавливается в зависимости от объема работ, сложности выполняемых процессов, планируемых сроков работ, принятых методов производства работ. Наиболее распространены в строительстве специализированные и комплексные бригады.
Специализированная бригада (обычно до 2530 чел.) состоит из звеньев рабочих одной профессии, выполняющих работы одного вида (малярные, штукатурные, плиточные).
Комплексная бригада (до 40...50 чел.) создается из рабочих разных профессий, занятых выполнением одновременно протекающих строительных процессов, связанных единством конечной продукции (бригада отделочников штукатуры, маляры и плиточники, бригада бетонщиков - опалубщики, плотники, арматурщики, бетонщики).
Комплексная бригада «конечной продукции» (до 60...70 чел.) создастся для проведения работ, предусматривающих выполнение отдельных законченных комплексных работ (монтаж каркаса здания из сборных элементов, возведение конструктивных элементов здания из монолитного железобетона) или выполнение строительства здания или сооружения в целом. Такая бригада состоит из звеньев рабочих разных профессий и выполняет весь комплекс общестроительных работ по возведению надземной части здания, включая все отделочные работы. В зависимости от организации строительства и наличия фронта работ возможна разбивка бригады на три комплексных, работающих на самостоятельных объектах в едином ритме - одна выполняет работы нулевого цикла, другая возводит соседний корпус, третья отделывает следующий.
Основными нормативными и инструктивными документами для организации и выполнения отдельных трудовых операций являются карты трудовых процессов (КТП). В КТП содержатся рекомендации по высокопроизводительным приемам и методам труда, формированию звеньев рабочих, рациональной организации рабочих мест. Карты трудовых процессов включают четыре раздела:
область и эффективность применения карты;
подготовка и условия выполнения процесса;
исполнители, предметы и орудия труда;
технология процесса и организация труда.
В картах устанавливается четкое разграничение обязанностей между членами звена рабочих, даны графики по выполнению отдельных производственных операций с рекомендациями рациональных рабочих движений и приемов.

5. Пространственное и временное развитие строительных процессов

Ритмичное осуществление строительного процесса обеспечивается соответствующим выбором пространственных параметров, связанных с разделением объемного пространства возводимого объекта в горизонтальной плоскости на захватки и участки, а по вертикали на ярусы.
Рабочее место - это участок, где перемещаются участвующие в строительном процессе рабочие и расположены потребные материалы, и технические средства. Рабочее место должно быть удобным для трудового процесса и обеспечивать безопасность труда.
Делянка - участок, отводимый звену для бесперебойной работы в течение смены.
Захватка - типовая, повторяющаяся часть здания в плане с приблизительно равными на данном и последующих за ним участках объемами работ, и предоставленная бригаде для работы на целое число смен. В качестве захватки может быть принят отдельный пролет одноэтажного промышленного здания, секция жилого или многоэтажного промышленного здания.
Фронт работ - обычно это направление и последовательность перехода звена с делянки на делянку, а для бригады - с захватки на захватку.
Ярус - часть здания (сооружения), условно ограниченная по высоте и представляющая собой единое целое и объемно-планировочном, техническом или конструктивном отношении. В жилищном строительстве ярус соответствует этажу здания.
Размеры захваток и делянок, трудоемкость работ на них и принятые составы бригад и звеньев должны быть такими, чтобы избежать непроизводительных затрат времени на переходы на другие участки.

Временные параметры строительного процесса определяют его выполнение во времени и общую продолжительность, базируясь на максимальном совмещении, ритмичности и поточности выполнения отдельных операций. Принятые проектные решения фиксируются – графиком производства работ.

6. Технические средства строительных процессов

Технические средства, используемые при возведении зданий и сооружений, можно подразделить на три основные группы - основные, вспомогательные и транспортные.
Основные технические средства принимают непосредственное участие в строительном процессе - монтаже конструкций, разработке грунта, забивке свай, производстве отделочных работ и т. д. К ним относят строительные машины, механизмы, ручной, механизированный и электрофицированный инструмент.
Вспомогательные технические средства в непосредственном возведении конструкций не задействованы, но способствуют этому (подмости для работы на высоте, лестницы-стремянки, монтажные площадки, траверсы и стропы и др.) В состав вспомогательных технических средств входят различные оснастки, предназначенные обеспечить сохранность при перевозке, хранении на складе и непосредственно на рабочем месте контейнеров, кассет, бункеров, струбцин, баллонов с газом, емкостей с жидкими веществами и др.
Транспортные средства обеспечивают доставку материальных ресурсов и технических средств не только к возводимым зданиям и сооружениям, но и в зону производства работ.


7. Техническое и тарифное нормирование

Техническое нормирование - разработка технически обоснованных норм затрат рабочего или машинного времени и расхода материалов на единицу строительной продукции. Такие нормы устанавливаются путем детального изучения строительных процессов и являются основой для оплаты труда рабочих. По этим нормам составляются Единые нормы и расценки на строительные, монтажные, ремонтно-строительные работы (ЕНиР).
Норма времени (Нвр,) - количество рабочего времени, достаточное для изготовления единицы доброкачественной продукции рабочим соответствующей профессии и квалификации в условиях правильной организации труда (чел.-ч, чел.-дн.). Если норма времени установлена на звено, то фактическое время работы определяется делением нормы времени на число исполнителей. При определении нормы времени исходят из условия, что нормируемую работу выполняют по современной технологии рабочие соответствующей профессии и квалификации.
Норма машинного времени - количество рабочего времени машины (маш.-ч и маш.-см), необходимое для производства единицы доброкачественной машинной продукции при рациональной организации работы, позволяющей максимально использовать эксплуатационную производительность машины.
Нормы времени бывают нескольких типов. Элементарная норма устанавливает норму времени только на одну производственную операцию, например на подготовку поверхности под облицовку плиткой. Норма, объединяющая ряд операций, составляющих единый производственный процесс, является укрупненной (окраска поверхности, включая подготовку основания, грунтовку, затирку, окраску в несколько слоев и т. д.), а норма времени, охватывающая комплекс производственных процессов (кирпичная кладка включающая саму кладку, укладку перемычек, перестановку подмостей, подачу материалов в зону работ) - комплексной.
Важным показателем эффективности трудовой деятельности рабочего является производительность труда.
Производительность труда строительных рабочих определяется выработкой и трудоемкостью выполняемых работ.
Выработка - количество строительной продукции, выработанной за единицу времени (за час, смену и т. д.).
Трудоемкость - затраты рабочего времени (чел.-ч, чел.-дн. и т. д.) на единицу строительной продукции (м2 штукатурки, м3 кирпичной кладки и т. д.). Трудоемкость является одним из основных показателей оценки производительности труда.

Тарифное нормирование - система определения размера заработной платы в зависимости от затраченного труда в соответствии с его количеством, качеством и с учетом квалификации исполнителя.
В основу тарифного нормирования положена тарифная сетка, по которой устанавливается размер зарплаты в зависимости от разряда рабочего. Каждому разряду соответствует тарифный коэффициент, показывающий соотношение оплаты труда между разрядами.
Для определения норм времени и нормативных трудозатрат применяют:
ЕНиР - Единые нормы и расценки - 65% норм, 86 сборников;
ВНиР - Ведомственные нормы и расценки - 25% норм;
МНиР - Местные нормы и расценки - 10% всех норм.

8. Контроль качества строительно-монтажных работ

Качество строительной продукции один из основных факторов, влияющих на экономичность и рентабельность законченного строительством объекта, обеспечивающий его надежность и долговечность.

В зависимости места и времени проведения контроля выделяют следующие виды:
- Входной контроль (приемка материалов, конструкций, тех. документации).
- Операционный контроль, выполняется в процессе производства работ (контроль выполнения операций, процессов).
- Приемочный контроль, производится по окончанию строительства.

Качество строительно-монтажных работ регламентируется СНиПом (часть 3), устанавливающим состав и порядок осуществления контроля, оформление скрытых работ, правила окончательной приемки готового объекта и т.д.
Скрытые работы - работы, которые после выполнения других последующих работ становятся недоступными для визуальной оценки (подготовка оснований под фундаменты, гидроизоляция стен, арматура монолитных конструкций, закладные детали и т.д.). Скрытые работы оформляются актами за подписью производителя работ и представителя технадзора.

Контроль качества работ выполняют визуальным осмотром, натурным измерением линейных размеров, испытанием конструкций разрушающими и неразрушающими методами контроля.
Механический или разрушающий метод контроля применяют для определения технического состояния конструкций.
Физический или неразрушающий метод используют для определения основных характеристик физико-механических свойств материалов конструкций.

С позиций организации контроля он подразделяется на:
- Внутренний контроль - функция административно-технического персонала строительной организации. Оперативный повседневный контроль ведется н процессе производства строительно-монтажных работ.
- Внешний контроль за осуществлением строительства выполняют государственные органы и заказчик. Государственные органы - инспекции архитектурно-строительного надзора (ИГАСН) и административно-технические инспекции (АТИ) осуществляют всесторонний контроль не только за процессом строительства, но и за взаимодействием с окружающей средой (вывоз мусора, обеспечение проездов и др.).
- Авторский надзор осуществляет проектная организация, контролирующая соблюдение строителями проектных решений и качество выполнения строительно-монтажных работ.

9. Нормативная документация строительного производства

Строительные нормы и правила (СНиП) представляют собой систему основных нормативных документов по составлению проектно-сметной документации, осуществлению промышленного, гражданского и других видов строительства, эксплуатации и ремонту зданий, сооружений и отдельных конструкций. Эти нормативы обязательны для всех проектных и строительных организаций.
Часть 1. Организация, управление, экономика. Общие вопросы, терминология, классификация зданий.
Часть 2. Нормы проектирования. Общие требования проектирования, в том числе при расчете фундаментов, строительных конструкций, инженерного оборудования.
Часть 3. Организация, производство и приемка работ. Рекомендации по технологии производства строительно-монтажных работ, в том числе выполняемых при отрицательных температурах, в районах с печной мерзлотой, на просадочных грунтах, в зонах сейсмических воздействий.
Часть 4. Сметные нормы. Приведены сметные нормы на все основные виды конструкций и работ, даны указания по составлению сметной стоимости материалов, изделий, конструкций и машино-смен работы механизмов.
Часть 5. Нормы затрат материальных и трудовых ресурсов. Районные сметные расценки производства работ.
Правила технологии и организации строительного производства приведены в третьей части Строительных норм и правил, содержащей все необходимые указания и требования к выполнению строительно-монтажных работ, безопасному их ведению и приемке, контролю за качеством строительной продукции.
Производство строительных материалов, изделий и конструкций, методы и средства контроля качества также регламентируются Государственными стандартами (ГОСТ).
Кроме этого в разряд нормативной документации входят Технические условия (ТУ) на изготовление различных материалов и технологии производства работ при их использовании.
Кроме то в настоящее время на ряду с действующими СНиПами разрабатываются Строительные нормы (СП), носящие рекомендательный характер.




10. Проектирование производства строительно-монтажных работ.
ППР. ПОС. Технологические карты

Для успешного строительства зданий и сооружений разрабатываются проектные материалы по организации строительства и производству работ в виде ПОС, ППР и технологических карт (ТК), в которых приводятся решения по основным вопросам организации и технологии строительного производства.
Основная проектная организация разрабатывает проект организации строительства (ПОС) на начальной стадии разработки проекта. ПОС является первичным документом по обоснованию стоимости строительства, его продолжительности, дает рекомендации по технологии и организации строительства.
Проект производства работ (ППР) является документом, более детально прорабатывающим основные решения, предложенные в ПОС.
Технологические карты в составе ППР разрабатывают на сложные и осваиваемые по новой технологии работы (процессы). В карте указывают принятые способы производства работ, разбивку на захватки, размещение механизмов и пути движения транспорта, последовательность и продолжительность процессов, трудовые и материальные ресурсы на процессы, включенные в карту.
В строительстве различают три вида технологических карт:
1) типовые, не привязанные к строящемуся объекту и местным условиям строительства;
2) типовые, принязанные к возводимому зданию или сооружению, но не привязанные к местным условиям;
3) рабочие, привязанные к строящемуся объекту и местным условиям строительства.
Состав технологической карты:
область применения условия выполнения строительного процесса (в том числе климатические); характеристики конструктивных элементов, частей зданий и сооружений; состав рассматриваемого строительного процесса, номенклатура необходимых материальных элементов;
материально-технические ресурсы - данные о потребности в материалах, полуфабрикатах и конструкциях на предусмотренный объем работ, инструменте, инвентаре и приспособлениях;
калькуляция трудовых затрат - перечень выполняемых операций и процессов с указанием объемов работ; нормы рабочего и машинного времени и расценки; нормативные затраты труда рабочих (чел.-ч), времени работы машин (маш.-ч) и заработная плата (руб.);
почасовой или посменный график производства работ - графическое выражение последовательности и продолжительности выполнения операций и процессов на основании определенных в калькуляции затрат труда и времени работы машин. При расчете табличной части графика необходимо учитывать возможность перевыполнения норм за счет повышения производительности труда;
технология и организация производства работ - требования к завершенности предшествующего или подготовительных процессов; состав используемых машин, оборудования и механизмов с указанием их технических характеристик, типов, марок и количества; перечень и технологическая последовательность выполнения операций и простых процессов; схемы их выполнения для получения конечной продукции; схемы расположения механизмов, машин и размещения приспособлений; состав звеньев или бригад рабочих; схемы складирования материалов и конструкций;
операционный контроль качества работ - перечень операций или процессов, подлежащих контролю; виды и способы контроля; используемые приборы и оборудование; указания по осуществлению контроля и оценке качества выполняемых процессов;
охрана труда - мероприятия и правила безопасного выполнения процессов, в том числе конкретные требования для рассматриваемого объекта или вида работ;
технико-экономические показатели - затраты труда рабочих (чел.-ч); затраты времени работы машин (маш.-ч); заработная плата рабочих (руб.); продолжительность выполнения процесса (смены) в соответствии с графиком производства работ; выработка на одного рабочего в смену в натуральных измерителях; затраты на механизацию и др.
III. СТРОИТЕЛЬНЫЕ ГРУЗЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИХ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

При возведении любого здания или сооружения выполняют определенные транспортные и погрузочно-разгрузочные работы, связанные с доставкой от мест изготовления на строительную площадку материалов, полуфабрикатов и изделий. Доставка этих материалов является комплексным процессом, включающим погрузку, транспортировку, разгрузку и складирование.

3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ГРУЗОВ
Доставляемые для возведения сооружения элементы именуют строительными грузами. Многообразные строительные грузы классифицируют по их физическим и геометрическим характеристикам на 9 видов:
сыпучие - песок, щебень, гравий, грунты, строительный мусор;
порошкообразные цемент, известь, гипс, мел;
тестообразные - бетонная смесь, раствор, известковое тесто;
мелкоштучные кирпич, мелкие блоки, бутовый камень, асфальт в плитках, бидоны с краской, грузы в ящиках и мешках;
штучные - оконные и дверные блоки, железобетонные панели и плиты;
длинномерные - железобетонные и стальные колонны, фермы, трубы, лесоматериалы;
крупнообъемные санитарно-технические кабины, блок-комнаты, блоки лифтовых шахт, крупногабаритные контейнеры;
жидкие - бензин, керосин, смазочные материалы;
тяжеловесные - железобетонные элементы значительной массы, технологическое оборудование, строительные машины, доставляемые на строительную площадку на транспортных средствах.
Исходя из разнообразия строительных грузов, их геометрических параметров и физических характеристик в строительстве, нашли применение самые разнообразные средства транспортирования разнородных грузов, разработаны соответствующие средства их погрузки и разгрузки.

3.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ ТРАНСПОРТА
Доставку грузов осуществляют различными видами транспорта.
Транспортировку строительных грузов осуществляют вертикальным и горизонтальным транспортом.
Вертикальный транспорт предназначен для выполнения погрузочных работ на заводах-поставщиках строительных конструкций, разгрузочных работах при приемке поступивших на строительную площадку материалов и изделий, при транспортировании грузов по вертикали с земли к месту производства работ.
Горизонтальным транспортом строительные грузы перевозят от места их получения до объектов строительства и непосредственно на самих объектах, если возводят не отдельное здание, а целый строительный комплекс.

По отношению к строительной площадке горизонтальный транспорт подразделяют на внешний и объектный.
Внешним транспортом строительные конструкции, материалы, технологическое оборудование поступает на строительную площадку с заводов-поставщиков, карьеров, центральных складов или со своих производственных предприятий к строящимся объектам.
Объектный транспорт предназначен для перемещения строительных грузов в пределах строительной площадки.

В строительстве перевозку грузов осуществляют всеми видами современного транспорта:
Автомобильный транспорт. Достоинства автомобилей - большая скорость, высокая маневренность, способность передвигаться по кривым участкам с малым радиусом закругления, преодолевать крутые подъемы дорог, возможность доставлять разнообразные грузы непосредственно к объекту строительства. Этот вид транспорта получил наиболее широкое применение в условиях жилищного строительства.
Тракторный транспорт используют для перемещения, в основном, тяжелых грузов по плохим дорогам и в условиях бездорожья. Недостатки - ограниченная возможность использования в городских условиях и при значительных расстояниях перевозки вследствие малых скоростей передвижения.
Железнодорожный транспорт является в основном внешним транспортом для перевозки на большие расстояния. Железнодорожный транспорт требует больших первоначальных затрат, однако при крупных объемах строительно-монтажных работ и при поступлении основных грузов по рельсовым путям эти затраты в процессе эксплуатации быстро окупаются.
Водный транспорт - наиболее дешевый вид транспорта, особенно при перевозках на значительные расстояния и обслуживает. Один из главных недостатков - сезонность использования.
Воздушный транспорт используют для доставки грузов в труднодоступные места большегрузными самолетами и монтажа отдельных конструкций и даже сооружений вертолетами и специальными дирижаблями.
Специальный транспорт - подвесные канатные дороги, трубопроводный транспорт, пневмотранспорт, гидротранспорт и т.п. Эти виды транспорта применяют, в основном, при сильно пересеченной местности и при наличии водных преград. Кроме того к специальному транспорту можно отнести транспортные средства технологического назначения (автобетоносмесители, автобетононасосы, автобетоновозы).
Автомобильный транспорт целесообразно использовать при доставке всех грузов на расстояниях до 200 км, в труднодоступных Районах, при наличии грузов, негабаритных для железнодорожного транспорта. Железнодорожный транспорт рационален при тяжелых грузах и оборудовании, при сосредоточенном строительстве крупных объектов. Речной транспорт удобен для использования при сосредоточенном строительстве в районах, непосредственно примыкающих к акватории рек и имеющих специальное портовое оборудование.
Воздушный транспорт используют в исключительных случаях для транспортировки и монтажа отдельных уникальных конструкций, если доставка и использование другого монтажного оборудования неэффективны по экономическим и временным факторам.
Основные критерии, по которым оценивают транспортные средства в строительстве, можно разделить на три группы:
технические - грузоподъемность, проходимость, маневренность, габариты, осевые нагрузки, приспособленность к погрузочно-разгрузочным операциям;
технологические обеспечение сохранности грузов, сторона разгрузки;
экономические себестоимость доставки.
3.3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ (БЕЗРЕЛЬСОВЫЙ) ТРАНСПОРТ

Достоинства безрельсового транспорта:
возможность доставлять строительные грузы к местам их использования;
автомобили могут перемещаться по дорогам с большими продольными уклонами и малыми радиусами поворота;
относительно небольшие капитальные вложения;
незначительные расходы на погрузочно-разгрузочных работах.

Классификация:
Автомобили общего назначения (бортовые, прицепные, полуприцепные и автопоезда) – применяют для перевозки разнообразных строительных грузов - кирпича, сборных железобетонных конструкций, пакетированных материалов, продукции деревообрабатывающих предприятий
Автомобили самосвалы используют для перевозки сыпучих строительных грузов. Достоинства самосвалов механическая разгрузка перевозимого груза. Самосвалы по типу кузова подразделяют на универсальные и специальные, предназначенные для перевозки только одного вида груза. По направлению разгрузки самосвалы бывают трех типов - с разгрузкой назад, боковой на одну или две стороны, с разгрузкой на три стороны.
Автомобили специального назначения предназначены для перевозки в сохранном состоянии группы однородных грузов панелевозы, лесовозы, или одного вида - цистерны для цемента, битума. Часто используют специализированные прицепы и полуприцепы в сцепе с тягачом для перевозки сборных железобетонных конструкций - ферм, балок, панелей или тяжелых неделимых грузов. Нашли широкое применение специальные полуприцепы - цементовозы, известковозы, растворовозы. Все шире начинают применять автомобили, выполняющие одновременно с перемещением грузов и их технологическую обработку - автобетоносмесители, автогудронаторы, авторастворовозы.


Эскиз
Наименование и назначение

Автомобили общего назначения

Бортовые автомашины общего назначения



Полуприцепы общего назначения для перевозки элементов длиной до 12 м



Прицепы общего назначения для перевозки элементов длиной до 6 м

Автомобили самосвалы


Автосамосвалы для перевозки растворных и бетонных смесей, а также материалов, не повреждающихся при сбрасывании


Автомобили специального назначения

Передвижные автобетоносмесители для перевозки растворных и бетонных смесей



Автоцементовозы для перевозки порошкообразных сухих вяжущих материалов



Полуприцепы-плитовозы для перевозки плит, свай, колонн



Полуприцепы-панелевозы для перевозки стеновых панелей и перегородок



Полуприцепы-балкофермовозы для перевозки длинномерных изделий, лесоматериала



Трейлеры для перевозки блоков и сантехкабин



Трейлеры для перевозки объемных блоков




Схемы автотранспортных перевозок
При маятниковой схеме автотранспортные средства - самосвал, бортовая автомашина, тягач с неотделяемым прицепом определенное время простаивают под погрузкой и разгрузкой груза. Маятниковая схема автотранспортных перевозок эффективна при наличии приобъектных складов или при сосредоточенном строительстве сооружений из однотипных конструктивных элементов.
Челночную схему характеризуют значительно меньшие простои транспортного средства. С помощью тягача на стройплощадку привозят прицеп с грузом, отцепляют его, прицепляют свободный, возвращаются с ним к месту погрузки на завод, отцепляют прицеп, оставляя его под загрузку, прицепляют ранее загруженный прицеп и отвозят его к месту назначения. За транспортным средством фактически оказываются закрепленными три прицепа - один находится под разгрузкой, другой - под погрузкой, третий в это время транспортируется.

Конструкции автомобильных дорог
Доставку материалов к строительной площадки производят по дорогам общего назначения. К категориям строительных дорого относят подъездные пути и внутриплощадочные дороги.

В зависимости от класса и эксплуатационных свойств автомобильные дороги в строительстве классифицируют:
улучшенные (постоянные), устраиваемые на прочном основании с верхним покрытием из асфальтобетона или железобетона;
из бетонных и железобетонных плит, укладываемых на песчано-гравийное основание;
профилированные грунтовые, укрепленные песком, щебнем, гравием;
временные из железобетонных плит, устраиваемые по естественному основанию.

Дороги на строительных площадках могут быть кольцевыми, сквозными и тупиковыми (Рис. 1).

Рис. 1. Схемы внутрипостроечных дорог:
1- кольцевая, 2 - сквозная, 3 - тупиковая, 4 - уширение дороги, 5 - разворот
Ширина дорожного покрытия автомобильной дороги при однополосном движении должна быть не менее 3,5 м, а при двухполосном с уширением для стоянки машин при разгрузке -6 м. При использовании тяжелых машин и доставке длинномерных грузов ширину проезжей части увеличивают до 8...12 м. Обычно минимальный радиус закругления дорог принимают 12 м.
Для предохранения земляного полотна от намокания проезжей части придают серповидный двускатный поперечный профиль с уклоном 35% для грунтовых дорог и 1,5...2% - для улучшенных; обочины имеют уклоны 5...6%.
Автомобильные дороги состоят из земляного полотна, дорожной одежды и инженерных сооружений - мостов, труб и т. д.
Земляное полотно - спрофилированная поверхность фунта в насыпи или выемке. Оно должно отвечать требованиям устойчивости дорожной одежды при любом изменении температурного и водного режимов.
Дорожная одежда покрывает земляное полотно и передает на него нагрузку от транспортных средств. Дорожное покрытие устраивают в зависимости от капитальности самой дороги. Основание часто состоит из двух слоев. Верхний слой, выполненный из бетона, железобетона, щебня и гравия, воспринимает основные эксплуатационные нагрузки. Нижний слой, обладающий необходимой несущей способностью, должен хорошо дренировать воду и его обычно устраивают из щебня, гравия и песка.

а б в
Рис. 2. Конструкции внутрипостроечных автодорог:
а постоянной; б, в временной из сборных дорожных плит;
1 кювет; 2 обочина; 3 дорожная одежда; 4 земляное полотно

3.4. Железнодорожный (рельсовый) транспорт.

Достоинства железнодорожного транспорта:
сравнительно низкая стоимость перевозок;
возможность благодаря большой грузоподъемности использовать небольшое количество транспортных средств для доставки значительных грузов;

Классификация
Основными тяговыми средствами железнодорожного транспорта являются:
мотовозы;
тепловозы;
паровозы;
электровозы.

Основными прицепными средствами железнодорожного транспорта являются:
крытые вагоны, выпускаемые с боковыми люками, дверными проемами и раздвижной крышей, что обеспечивает перевозку широкой номенклатуры строительных грузов;
полувагоны для перевозки различных сыпучих, длинномерных и других строительных грузов и могут иметь люки в полу, боковых и торцевых стенках, одно- или двухскатный пол;
платформы для перевозки различных железобетонных изделий, лесоматериалов, оборудования;
крытые вагоны-хопперы для транспортирования цемента, извести и других порошкообразных грузов, требующих защиты от атмосферных осадков. В крыше таких вагонов имеются продольные и круглые загрузочные люки, а внизу кузова - люки со специальными пневматическими разгрузочными механизмами;
цистерны для перевозки цемента, других сыпучих и наливных грузов;
вагоны-самосвалы (думпкары) для транспортировки щебня, гравия, песка, глины, других сыпучих грузов и пород, разрабатываемых при производстве вскрышных работ. Они могут разгружаться в сторону за счет поднимающихся и откидывающихся продольных бортов или опрокидыванием самого вагона;
вагоны специализированного назначения для перевозки определенного груза в тяжелых условиях; они имеют усиленные ходовые части из-за увеличенных нагрузок на них.

Рис. 3. Виды подвижного железнодорожного состава:
а четырехосный вагон; б двухосная платформа; в полувагон;
г цистерна; д думпкар; е гондола; ж хоппер;

Конструкции железных дорог
Рельсовые пути в зависимости от требований, предъявляемых к ним в процессе проектирования, строительства и эксплуатации, подразделяют:
дороги общей сети страны;
железные дороги строительных площадок, которые в свою очередь классифицируют на подъездные и внутриплощадочные пути.

По ширине колеи железные дороги строительной площадки различают:
нормальной колеи – 1524 мм;
узкой колеи – 750 мм.

Железнодорожный путь состоит из следующих основных частей: верхнего и нижнего строений, инженерных сооружений - мостов, труб, туннелей.
Верхнее строение пути - рельсы, которые соединяют на накладках и подкладках к шпалам и балласт.
К нижнему строению относят земляное полотно. Земляное полотно устраивают в виде насыпей и выемок по типовым поперечным профилям.

Рис. 4. Поперечные профили железнодорожного пути:
а - земляного полотна на насыпи; б - земляного полотна на выемке; в - верхнего строения (в скобках размеры для узкой колеи); 1 - берма; 2 - насыпь;
3 - резерв; 4 - кювет; 5 - бровка выемки; 6 - банкет; 7 - канава банкетная; 8 - канава нагорная; 9 - кавальвер; 10 - шпалы; 11 - рельсы; 12 - балластный слой
Основные эксплуатационные показатели участков железной дороги – пропускная и провозная способность.
Пропускная способность - наибольшее количество поездов, которое можно пропустить по участку пути за единицу времени (час, смену, сутки).
Провозная способность - наибольшее количество грузов, которое можно перевезти подвижным составом на определенном участке пути за единицу времени (т/сут).

3.5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ТРАНСПОРТА

Эта группа транспорта очень многочисленна. К ней относятся:
ленточные конвейеры;
канатные дороги;
кабель-краны;
трубопроводы;
автобетоносмесители;
авторастворовозы;
автобитумовозы и автогудронаторы;
автоцементовозы;
и др.


Рис. 5. Схемы работы специальных видов транспорта:
а ленточного конвейера; б канатной дороги; в кабель-крана; г трубопровода

Ленточные конвейеры применяются для транспортирования грунта, песка, щебня, бетонной смеси, а в некоторых случаях и мелкоштучных материалов кирпича, камня и т. п. Конвейерная система может состоять из одного или нескольких отдельных звеньев и достигать длины в несколько километров.
Подвесные канатные дороги применяются при необходимости перемещения грузов через различные препятствия и в горных условиях. Подвесные канатные дороги позволяют перемещать грузы по воздуху лишь в одном направлении. Места погрузки и разгрузки грузов ограничиваются узким коридором вдоль канатной дороги.
При необходимости подачи материалов непосредственно в рабочую зону иногда применяют кабель-краны, состоящие из двух гусеничных кранов и двух А-образных пилонов (мачт) высотой до 40 м. При необходимости перемещения крана вдоль фронта работ пилоны приподнимаются механизмами главного подъема базовых гусеничных кранов.
Трубопроводный транспорт используется для перекачки тесто- и порошкообразных грузов. Техническими средствами трубопроводного транспорта являются: машины для перекачивания теста или порошка (бетононасосы, пневмонагнетатели); транспортные коммуникации (трубы) и оборудование для распределения груза (рукава, поворотные колена, распределительные стрелы и др.).
Автобетоносмесители предназначены для транспортирования и доставки потребителю отдозированных компонентов бетонной смеси, готовой бетонной смеси, приготовления бетонной смеси (подвижной и малоподвижной) в пути следования или по прибытию на строительную площадку.
Авторастворовозы используют для перевозки и порционной выдачи строительною раствора на объектах.
Автобитумовозы и автогудронаторы предназначены для транспортировки битумных материалов с температурой до 200°С от нефтеперерабатывающих заводов к месту производства работ.
Автоцементовозы используют для бестарной перевозки порошкообразных и пылевидных строительных грузов.

3.6. СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ

Транспортировка строительных грузов включает погрузку на месте отправления и разгрузку на месте прибытия.
По принципу работы все механизмы для погрузочно-разгрузочных работ подразделяют на две группы: работающие независимо от транспортных средств и механизмы, являющиеся частью конструкции транспортных средств.
К первой группе механизмов относят:
все типы кранов;
погрузчики цикличного и непрерывного действия;
передвижные ленточные конвейеры;
пневматические разгрузчики;
и др.
Во вторую группу входят
автомобили-самосвалы;
транспортные средства с саморазгружающимися платформами;
автономные средства для саморазгрузки и погрузки
и т.п.

Краны стреловые автомобильные, на пневмоколесном и гусеничном ходу, башенные, козловые, мостовые, кран-балки широко используют при погрузке и разгрузке различных конструкций, оборудования, материалов, перевозимых в пакетах, контейнерах и т.п. Краны, оборудованные специальными захватными приспособлениями и грейферами, применяют при погрузке и разгрузке лесоматериалов, щебня, гравия, песка и других сыпучих и мелкокусковых материалов.
Погрузчики нашли широкое распространение в строительстве. С их помощью выполняют значительный объем погрузочно-разгрузочных работ благодаря их высокой мобильности и универсальности. Наиболее широко в строительстве используют универсальные одноковшовые погрузчики, многоковшовые погрузчики и автопогрузчики.

Рис. 6. Механизмы для погрузочно-разгрузочных работ: а, б, в одноковшовые погрузчики фронтальный, с задней разгрузкой,
с челюстным ковшом соответственно; г многоковшовый погрузчик; д, е, ж, з экскаваторы при погрузке сыпучих и кусковых материалов,
изделий и конструкций соответственно
Одноковшовые самоходные погрузчики оборудованы ковшом для погрузки и выгрузки сыпучих и кусковых материалов.
Многоковшовые погрузчики (механизмы непрерывного действия) предназначены для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов в автосамосвалы и другие транспортные средства.
Автопогрузчики в качестве рабочего органа имеют телескопический подъемник с вилочным захватом.
К саморазгружающимся транспортным средствам кроме автосамосвалов относятся цементовозы и саморазгружающиеся автомобили, которые имеют крановое оборудование.

В строительстве как правило преобладают грузы в виде конструктивных элементов, однако массовое применение находят и мелкоштучные материалы и изделия. Для перевозки подобных строительных грузов, особенно тарно-упаковочных и штучных, наиболее целесообразно использовать пакеты и контейнеры.
Пакет уложенная на специальный поддон партия груза. Пакеты должны быть сформированы так, чтобы на всех этапах перемещения сохранялась их форма.
Контейнер объемное инвентарное многооборотное устройство. Различают контейнеры универсальные и специальные, предназначенные для перевозки определенного вида грузов: рулонных материалов, плитки, битумной мастики, обоев и др.



Рис. 7. Примеры пакетирования строительных грузов:
а - рулонных материалов, б - цилиндрических грузов; 1 – поддон

Рис. 8. Контейнеры для транспортирования строительных грузов:
а - универсальные; б - специальный для перевозки рулонных материалов;
в - для отделочной плитки; г - для линолеума; д - для битумной мастики;
с - для элементов мусоропровода


IV. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА

4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Производство строительно-монтажных работ и, в первую очередь, возведение подземной части зданий и сооружений, сопряжено с выполнением значительных объемов земляных работ.
Земляные работы относятся к комплексу работ нулевого цикла, в состав которого входят: отрывка котлованов и траншей, устройство дренажей, усиление и подготовка оснований под здание, возведение фундаментов и стен, перекрытий, туннелей, выполнение обратной засыпки грунта в пазухи между фундаментами и откосами котлованов и др.

Земляные работы относят к наиболее тяжелым и трудоемким видам строительных работ. Их выполняют различными методами, выделяемыми в четыре группы:
Механический – разработка грунта землеройными (экскаватор) и землеройно-транспортными (бульдозеры, скреперы, грейдеры) механизмами;
Гидравлический – основан на размывании грунта струей воды;
Взрывной – при помощи взрывчатых средств;
Ручной.

Процессы, осуществляемые в ходе переработки грунта, могут быть разделены на три группы: основные, подготовительные и вспомогательные.
Основными процессами переработки грунта, в результате которых создаются земляные сооружения заданных параметров, являются: разработка грунта в выемках, укладка грунта в насыпи, погрузка и его перемещение в пределах строительной площадки, транспортировка грунта за ее пределы, послойное разравнивание и уплотнение грунта, рыхление мерзлых и трудноразрабатываемых грунтов, обратная засыпка пазух земляного сооружения.
Этим основным процессам сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы, при этом подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные - до или в процессе возведения земляных сооружений. К ним соответственно можно отнести: понижение уровня грунтовых вод, устройство противофильтрационных завес и экранов, укрепление грунтов, разбивку земляных сооружений на местности, временное крепление стенок котлованов и траншей, срезку недоборов грунта, прокладку и содержание подъездных дорог, укладку геотекстильных материалов, контроль качества работ и др.

Результатом разработки грунта является земляное сооружение, представляющее собой инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое на поверхности грунта. Земляные сооружения разделяют:
по отношению к поверхности грунта - выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки;
по сроку службы постоянные и временные;
по функциональному назначению котлованы, траншеи, ямы, скважины, отвалы, плотины, дамбы, дорожные полотна, туннели, планировочные площадки, выработки;
по геометрическим параметрам и пространственной форме - глубокие, мелкие, протяженные, сосредоточенные, простые, сложные и т.п.
Наиболее характерные типы земляных сооружений представлены на рис. 4.1.


Рис.4.1. Виды земляных сооружений: I - поперечный профиль выемок: a - траншеи прямоугольного профиля, б - котлован (траншея) трапецеидальной формы; в - профиль постоянной выемки, 1 - бровка откоса; 2 - откос; 3 - берма; 4 - основание откоса. 5 дно откоса, 6 - банкет;
7 - нагорная канава; II - сечения подземных выработок: г - круглое; д - прямоугольное; III - профили насыпи: е - временной насыпи;
ж - постоянной; IV - обратная засыпка: з - пазух котлована; и - траншей

4.2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ
Различают следующие основные виды грунтов: песок, супесь, суглинок, глина, лессовый грунт, торф, гравий, растительный грунт, различные скальные и уплотненные грунты.

От строительных свойств грунтов зависит прочность и устойчивость возводимых сооружений, методы производства, трудоемкость и стоимость работ.

Основные характеристики грунтов: плотность, влажность, липкость, разрыхленность, сцепление, угол естественного откоса, сложность (трудоемкость) разработки. В зависимости от этих характеристик грунты в строительстве рассматривают с точки зрения:
Песчаные грунты - сыпучие в сухом состоянии, не обладают свойством пластичности. Они водопроницаемы, при определенной скорости течения воды размываются, с изменением влажности меняется и объем песка. Наибольший объем имеет песок во влажном состоянии (все пространство между частицами заполнено водой), наименьший объем имеет песок насыщенный водой (более тяжелый песок осел на дно вода выдавила из пор воздух и сама поднялась в верхние слои), промежуточное положение занимает песок в сухом состоянии (свободное пространство между частицами заполнено воздухом).
Глинистые грунты - связные и обладающие свойством пластичности. Глины сильно впитывают воду и при этом сильно разбухают. При замерзании вода увеличивается в объеме до 9%, благодаря чему глинистые грунты сильно пучатся, при высыхании грунты, наоборот, с трудом отдают влагу, уменьшаются в объеме и трескаются. Во влажном состоянии глина пластична и почти водонепроницаема, с увеличением влажности сцепление частиц глины уменьшается, и глина легко размывается проточной водой.
Суглинок имеет свойства глины, супесь песка, но в значительно меньшей степени. В глинистых грунтах особо выделены лессовидные грунты. В сухом состоянии лесс обладает значительными прочностью и твердостью, но при соприкосновении с водой легко ее впитывает, при этом расплывается, сильно уменьшается в объеме, резко теряет несущую способность, становится просадочным.
Гранулометрический состав грунта. В зависимости от среднего размера частиц, мм, составляющих грунт, их подразделяют на:
глинистые-< 0,005;
пылеватые-0,005...0,05;
пески-0,03...3;
гравий-3...40;
галька, щебень-40...200;
камни, валуны-> 200

Влажность грунта характеризуют степенью насыщения грунта водой и определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта. В зависимости от влажности, грунты подразделяют на маловлажные (до 5%), влажные (до 30%), насыщенные водой (> 30%). Воду, находящуюся в порах влажных и насыщенных водой грунтов, называют грунтовой.
Коэффициент фильтрации грунта. Скорость движения грунтовых вод зависит от пористости груша; она различна для разных грунтов и пород и поэтому характеризует водопроницаемость этих грунтов. Скорость движения грунтовой воды, (м/сут) называют коэффициентом фильтрации грунта. Чем меньше размер частиц грунта, тем меньше и поры между этими частицами, а значит и скорость фильтрации воды между ними и наоборот. Коэффициенты фильтрации для различных грунтов, м/сут: глина - 0; суглинок - < 0,05; мелкозернистый песок - 1...5; гравий - 50...150.
Плотность грунта - это масса 1 м3 грунта в естественном состоянии, т. е. в плотном теле. От плотности и силы сцепления частиц грунта между собой зависит производительность строительных машин. Плотность различных видов грунта изменяется в значительных пределах. Так, плотность глистых грунтов в среднем составляет 0,6 т/м3, песчаных грунтов - 1,6...1,7 т/м3, скальных грунтов - 2,6...3,3 т/м3.
Сцепление грунта характеризуют начальным сопротивлением сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности. Так, сила сцепления для песчаных фунтов составляет 0,030,05 МПа, для глинистых - 0,05...0,3 МПа.
Разрыхляемость. При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине различают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Увеличение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для различных грунтов и называется первоначальным разрыхлением. Со временем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от вышележащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механического воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхленния грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлением. Величины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления.

Классификация грунтов по трудности их разработки (удельное сопротивление резанию). Классификация приводится в ЕНиР 2-1-1 «Земляные работы». Она учитывает свойства различных грунтов и конструктивные особенности землеройных и землеройно-транспортных машин, которые применяют для разработки грунтов. Для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на 6 групп, для многоковшовых экскаваторов и скреперов на 2 группы, для бульдозеров и грейдеров - на 3 группы.
Для разработки грунта вручную принято 7 групп, а именно: песок, супесок, суглинок, глина, лесс группы 1...4; крупнообломочные грунты группа 5; скальные грунты группы 6 и 7.
Грунты 1...4 групп легко разрабатываются ручным и механизированным способами, последующие группы грунты требуют предварительного рыхления, в том числе и взрывным способом.

Крутизна откосов. По условиям техники безопасности рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без их крепления допускается только в грунтах естественной влажности на глубину, не превышающую следующих значений: в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах - 1 м; в супесях - 1,25 м; в суглинках и глинах - 1,5 м; в особо плотных нескальных грунтах - 2,0 м.
Допустимая крутизна откосов в грунтах естественной влажности из условий безопасного производства работ зависит от глубины разрабатываемой выемки или высоты насыпи и принимается по табл. 4.1.
Таблица 4.1
Допустимая крутизна откосов
Грунты
Крутнпна откоссш при глубине выемки, м



до 1,5
от 1,5 до 3
от 3 до 5

Насыпной, естественной влажности
1:0,25
1:1
1: 125

Песчаный и гравелистый влажный
1:0,5
I: I
1:1

Супесь
1:0,25
1:0,67
1: 0,85

Суглинок
1:0
1:0.5
1: 0.75

Глина
1:0
1:0,25
1: 0,5

Лессовый грунт сухой
1:0
1:0,5
1:0.5



4.3. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Основным процессам сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы, при этом подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные - до или в процессе возведения земляных сооружений.
Подготовительные процессы:
- снятие растительного слоя;
- разбивку земляных сооружений на местности;
- укрепление грунтов
- предварительное рыхление грунта.
Вспомогательные процессы:
- понижение уровня грунтовых вод;
- устройство противофильтрационных завес и экранов;
- временное крепление стенок котлованов и траншей;
- укладку геотекстильных материалов;
- контроль качества работ и др.

4.3.1. Разбивка земляных сооружений
Разбивка сооружений состоит в установлении и закреплении их положения на местности. Разбивку осуществляют с помощью геодезических инструментов и различных измерительных приспособлений.
Разбивку котлованов начинают с выноса и закрепления на местности в соответствии с проектом строительства основных рабочих осей, за которые обычно принимают главные оси здания. После этого вокруг будущего котлована на расстоянии 2...3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устраивают обноску.
Обноска разового использования состоит из забитых в грунт металлических стоек или вкопанных деревянных столбов и прикрепленных к ним досок. Доска должна прикрепляться не менее чем на три столба строго горизонтально. Более совершенной является инвентарная металлическая обноска.
На обноску переносят основные разбивочные оси и, начиная от них, размечают все основные оси здания.

4.3.2. Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод
При устройстве выемок, расположенных ниже уровня грунтовых вод, необходимо осушать водонасыщенный грунт и обеспечивать его разработку в нормальных условиях.
Методы:

Открытый водоотлив - при небольшом притоке грунтовых вод.
Открытый водоотлив - откачка воды непосредственно из котлованов или траншей насосами.
При открытом водоотливе грунтовые воды направляются по прорытым водосборным канавам или лоткам к специально устроенным в пониженной части котлована приямкам, называемым зумпфами, откуда вода выкачивается. Водосборные канавы устраивают шириной по дну 0,30,6 м и глубиной 1...2 м с уклоном 0,01...0,02 м в сторону приямков.

Искусственное понижение уровня грунтовых вод - если приток воды значителен.
Водопонижение обеспечивает снижение уровня грунтовых вод (УГВ) ниже дна будущей выемки.
Выделяют три основных способа понижения УГВ: иглофильтровой, вакуумный и электроосмотический.
Иглофильтровый способ искусственного понижения УГВ основан на использовании иглофильтровых установок, состоящих из стальных труб с фильтрующим звеном в нижней части (иглофильтр), которые погружаются в грунт; водосборного коллектора на поверхности земли, к которому подключаются все иглофильтры и насоса. Стальные трубы погружают в обводненный грунт по периметру котлована (рис. 4.2) или вдоль траншеи.
Для опускания иглофильтра в рабочее положение применяют пробуривание скважин, в которые и опускаются иглофильтры (при глубинах до 6...9 м). В песках и супесчаных грунтах иглофильтры погружают гидравлическим способом (рис. 4.4, 6), путем подмыва грунта под наконечником водой с напором до 0,3 МПа. Поступая в верхнюю часть наконечника, вода опускает шаровой клапан, поступает под давлением к низу наконечника, размывает окружающий грунт, в том числе и по периметру трубы. Под действием собственной массы иглофильтр погружается в грунт, кольцевой клапан в процессе погружения трубы закрывает пространство между наружной и внутренней трубами. После погружения иглофильтра на рабочую глубину полое пространство вокруг трубы частично заполняется просевшим грунтом, частично засыпается крупнозернистым песком или гравием.


Pиc. 4.2. Иглофильтровый способ водопонижения: а - общая схема водопониження; б площадка, подготовленная для водопонижения; 1 иглофильтр; 2 котлован; 3 коллектор, 4 депрессионная кривая понижения уровня грунтовых вод; 5 - насос
При включении всей системы на режим откачки воды (рис. 4.3, в), шаровые клапаны иглофильтров вследствие ползучести и под влиянием вакуума поднимаются вверх и закрывают отверстие, одновременно кольцевой клапан опускается, открывая путь грунтовой воде через ячейки сеток в пространство между трубами и далее во внутреннюю трубу.
Иглофильтры позволяют при одноярусном расположении понизить уровень грунтовых вод на 4...5 м, при двухъярусном - на 7...9 м. Иглофильтры располагают на расстоянии 0,5 м от бровки котлована или траншеи.

Рис 4.3. Схема работы иглофильтровой установки:
а - общий вид; б - период погружения иглофильтра в грунт; в - период водопоиижения; г - эжекторный иглофильтр; 1 - гибкий шланг; 2 - надфнльтровая труба; 3 - иглофильтровое звено; 4 - внутренняя труба; 5 - наружная перфорированная труба; 6 - спиральная фильтрующая обмотка; 7 - кольцевой клапан; 8 - седло; 9 - шаровой клапан; 10 - ограничитель; 11 - зубчатый наконечник; 12 - суженный участок трубы; 13 - зона разрежения; 14 - наружная труба эжектора; 15 - насадка эжектора
При работе насосов в режиме откачки уровень грунтовых вод понижается, что приводит к образованию нового УГВ, который называется депрессионной кривой.
Вакуумный способ водопонижения основан на использовании эжекторных водопонизительных установок. Эжекторная установка (рис. 4.3, г) применима для понижения уровня грунтовых вод до глубины 15...20 м в мелкозернистых грунтах (с коэффициентом фильтрации 0,02...1 м/сут). Фильтровое звено эжектора решено по принципу легкого иглофильтра, а надфильтровое звено состоит из наружной и внутренних труб с эжекторной насадкой. Погружение в грунт колонки надфильтровых труб осуществляется, как и у иглофильтра, гидравлическим способом. Когда колонка опустилась до необходимого уровня во внутрь ее опускают внутреннюю Трубу с эжектором.
В рабочий период к насадке эжектора подается рабочая вода с поверхности под давлением 0,75...0,8 МПа в кольцевое пространство между внутренними и наружными трубами. Выходя из эжекторной насадки, струя этой воды создаст разряжение в окружающем кольцевом пространстве и подсасывает воду из основной рабочей трубы. В результате резкого изменения скорости движения рабочей воды в насадке создается разрежение и тем самым обеспечивается подсос грунтовой воды. Грунтовая вода, смешиваясь с рабочей, поступает по трубе наверх под действием всасывающего насоса.
Явление электроосмоса используют для расширения области применения иглофильтровых установок в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,03 м/сут. В этом случае наряду с иглофильтрами в грунт на расстоянии 0,5... 1 м от иглофильтров со стороны котлована погружают стальные трубы или стержни на глубину, идентичную погружению иглофильтров. Иглофильтры подключает к отрицательному (катод), а трубы или стержни - к положительному полюсу источника постоянного тока (анод) (рис. 4.4, б).
Под действием силы электрического тока вода, содержащаяся в порах грунта, освобождается и перемещается по направлению к иглофильтрам.

Рис 4.4. Схемы иглофильтровых установок с вакуумным (а) и электроосмотическим (б) водопонижением:
1 - вакуум-насос; 2 - депрессионная кривая после понижения уровня воды иглофильтром; 3 - фильтрующее звено; 4 - центробежный насос;
5 - стальная труба (анод); б - иглофильтр (катод); 7 - депрессионная кривая после электроосушения

4.3.3. Искусственное крепление откосов выемок, закрепление грунтов
Для ограждения котлованов, траншей, подземных выработок и защиты от поступления грунтовых вод применяют следующие способы закрепления грунта: шпунтовые ограждения, замораживание, цементацию, силикатизацию, битумизацию, термический, химический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунта.

1. ШПУНТОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ. Временное крепление стенок земляного сооружения может быть выполнено в виде деревянного или металлического шпунта, деревянных щитов с опорными стойками при подкосном креплении стенок (рис. 4.5).
Шпунт забивают в грунт на глубину, превышающую глубину будущего котлована на 2..3 м, чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за пределами выемки. В качестве металлических стоек используют прокатные профили или специально выпускаемый прокат (рис. 4.5, д). Шпунт может быть сплошным в виде единой стенки, если шпунт прерывистый, то между стойками по мере отрывки котлована забивают деревянную забирку - щиты, отдельные доски, брусья.

Рис 4.5. Способы крепления стенок выемок:
а - подкосное; б - анкерное; в - консольное; г - консольное из буронабивных свай или «стены в грунте»; д - из различных типов стальных шпунтов;
е - распорное с горизонтальными щитами; ж инвентарная трубчатая распорная рама; з инвентарные щиты ограждений (забирка);
1 - щит забирки сплошной; 2 полость, засыпаемая землей; 3 - стойка деревянная; 4 распорка; 5 - подкос; 6 - клин-анкер; 7 - дно котлована;
8 - анкерная тяга; 9 - щит забирки с зазорами; 10 - трубчатая распорная рама; 11 - типы стального шпунта; 12 - стяжная муфта; 13 - шпунтовая стенка; 14 - буронабивные сваи; 15 - то же, в обсадной трубе; 16 – металлическая распорка; 17 - стойка распорной рамы;
18, 19 - наружная в внутренняя трубы распорки
Для обеспечения устойчивости шпунтового ограждения могут применять: распорное крепление (для узких траншей рис. 4.5, ж), анкерное крепление, подносное крепление.

2. ЗАМОРАЖИВАНИЕ. В сильно водонасыщенных грунтах создаются противофильтрационные завесы при помощи естественного или искусственного замораживания грунтов.
Естественное замораживание применяют в районах с низкими температурами. В летнее время выкапывают котлован до уровня грунтовых вод, а затем в период наступления морозов допускают промерзание грунта на откосах и дне выемки на глубину 20...30 см. После этого послойно (10... 15 см) снимают грунт, давая каждый раз промерзнуть грунту вглубь на 30 см. Таким образом, возникает льдогрунтовая оболочка, защищающая выемку от проникания в нее грунтовых вод.
Искусственное замораживание грунтов применяют при высоком уровне грунтовых вод (рис. 4.6).
По периметру разрабатываемого котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенных между собой сетью из двух трубопроводов, которые подключены к холодильной камере. Для замораживания грунтов используют холодильную установку, подающую охлаждающий раствор - рассол в погруженные в грунт замораживающие колонки. Расстояние между колонками в пределах 1,5-3 м.
Вокруг охлаждающей колонки, по которой проходит рассол, со временем образуется цилиндр замороженного грунта. Через некоторое время после начала замораживания, соседние цилиндры замороженного грунта сливаются в сплошную стенку мерзлого грунта, которая препятствует проникновению грунтовой воды в котлован.

Рис 4.6. Принципиальная схема искусственного замораживания грунтов: а - площадка в процессе замораживания грунта; б - схема замораживающей колонки; 1 - колонки; 2 - льдогрунтовые цилиндры; 3 - котлован; 4 - холодильная установка; 5 - замораживающая колонка; 6 - труба для подачи замораживающего раствора; 7 - труба для отвода использованного раствора в холодильную установку; 8 - замороженный цилиндр грунта; 9 – водонепроницаемый пласт грунта
3. ЦЕМЕНТАЦИЯ осуществляется для закрепления крупно- и среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород и выполняется путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы (рис. 4.7). На глубину до 15 м инъекторы погружаются забивкой пневматическими молотами, вибропогружателями, при больших глубинах погружения предварительно пробуривают скважины, в которые трубы и опускают.

Р и с. 4.7. Цементация оснований:
а погружение инъектора; б нагнетание раствора; в последовательность нагнетания раствора при устройстве противофилътрационной завесы; г схема цементации нисходящими зонами; д схема цементации восходящими зонами; 1 отбойный молоток, 2 оголовок; 3 - труба-удлинитель; 4 - перфорированная часть с острием; 6 - домкраты; 7 - растворопровод; 8 - зоны цементации; 9 скважины

4. СИЛИКАТИЗАЦИЯ (химический способ) - последовательное нагнетание в грунт водного раствора силиката натрия (жидкого стекла) и ускорителя твердения (раствора соли хлора, обычно хлористого кальция). Применима силикатизация в песках. В грунт последовательно нагнетают при давлении до 15 атм (1,5 МПа) раствор жидкого стекла и хлористого кальция, которые в результате химической реакции образуют нерастворимое вещество (гель кремниевой кислоты), прочно соединяющее в единый монолит примыкающий естественный грунт (рис. 4.8). Инъекторы аналогичны применяемым при цементации.

Р и с. 4.8. Химическое закрепление грунтов:
а - точечное закрепление: 6 - закрепление массива; 1- инъектор; 2 - зона закрепления; 3 - перфорированная часть инъектора

5. БИТУМИЗАЦИЯ применяется для закрепления песчаных и сильно трещиноватых грунтов. Горячий битум нагнетают в грунт через инъекторы, установленные в ранее пробуренных скважинах, К инъекторам, обогреваемым электрическим током, горячий битум подается из котлов насосом по трубам по давлением. Нагнетание битума осуществляется в несколько приемов. После первого нагнетания под давлением 2...3 атм (0,2,„0,3 МПа) битуму дать возможность растечься по всем заполняемым полостям и начать затвердевать. уменьшаясь в объеме. Перед последующими нагнетаниями битум в скважине разогревают электронагревателями инъектора. Песчаные грунты можно закреплять холодной битумной эмульсией.

6. ТЕРМИЧЕСКОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ заключается в обжиге лессовидных и пористых суглинистых грунтов раскаленными газами через пробуренные в грунте скважины диаметром 10...20 см. Скважины пробуривают в шахматном порядке на расстоянии друг от друга 2...3 м и на глубину до 15 м, сверху устье скважины заканчивается бетонным оголовком, в котором размещается форсунка для сжигания топлива. К этой форсунке по самостоятельным шлангам подается топливо и сжатый воздух. В процессе обжига в скважине поддерживается температура 600...1000°C. За счет такой высокой температуры происходит процесс расплавления и последующего спекания грунта.

7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ основан на использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток. В результате действия тока глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.

8. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ закрепление грунтов. Это способ применяют для глинистых и илистых грунтов. В грунт параллельными рядами через 0,6.-1,0 м забивают металлические стержни и трубы, по которым пропускают постоянный электрический ток. Специфика электрохимического способа заключается в том, что при погружении в грунт чередуют через ряд металлические стержни (аноды) и трубы (катоды), через которые в грунт подается раствор хлористого кальция, силиката натрия, хлорного железа и других химических добавок, увеличивающих проходимость тока, а значит и интенсивность процесса закрепления грунта.

4.4. МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА
Основным способом выполнения земляных работ является механизированная переработка грунта. Грунт разрабатывается, перемещается, укладывается, разравнивается, уплотняется с помощью землеройных и землеройно-транспортных машин, оснащенных соответствующим рабочим оборудованием.
В зависимости от выполняемых технологических процессов машины для земляных работ можно разделить на следующие группы:
экскаваторы;
землеройно-транспортные машины;
погрузчики;
машины для уплотнения грунта;
машины и оборудование для разработки мерзлых грунтов;
машины и оборудование для подготовительных работ;
машины и оборудование для бурения скважин;
машины для гидромеханической разработки грунта;
машины для транспортировки грунта.
Землеройно-транспортные машины - скреперы и бульдозеры предназначены для разработки грунта в выемке, транспортирования его и отсыпки в насыпи. Эти машины обеспечивают полную механизацию всего комплексного процесса производства земляных работ.
Землеройно-планировочные машины - прицепные и самоходные грейдеры и бульдозеры предназначены для разработки, перемещения планирования грунта.
Для разработки грунта размывом струей воды и перемещения разжиженного грунта по трубам применяются гидромониторы, землесосные установки.

4.4.1. Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами
Основное назначение экскаваторов разработка выемок, резервов, карьеров, траншей, котлованов с разгрузкой грунта в отвал или погрузкой в транспортные средства.
Одноковшовый экскаватор машина цикличного действия, процесс разработки грунта при любом виде рабочего оборудования складывается из чередующихся в определенной последовательности операций отдельного цикла:
резание грунта и заполнение ковша;
подъем ковша с грунтом;
поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки;
выгрузка грунта из ковша;
обратный поворот экскаватора;
опускание ковша на грунт и подача его для резания грунта.
Главный параметр ЭО вместимость ковша, м3.
Основные технологические параметры: глубина (высота) копания, максимальный радиус копания, высота погрузки.
Большинство одноковшовых строительных экскаваторов - это универсальные машины, которые могут быть оснащены различными видами сменного рабочего оборудования. Наиболее распространенными видами рабочего оборудования являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер (рис. 4.9).

Р и с. 4.9. Схемы работы гидравлических экскаваторов:
а - с прямой лопатой; б - с обратной лопатой; в - с грейферным оборудованием; г - с оборудованием «драглайн»
Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами ведут позиционно. Рабочая площадка экскаватора называется забоем. Забой - рабочая зона экскаватора, включающая площадку, где расположен экскаватор; часть разрабатываемого массива грунта; места установки транспортных средств; площадку для укладки разрабатываемого грунта (при работе в отвал). По окончании разработки грунта в данном забое экскаватор перемещается на новую позицию.

Экскаватор «прямая лопата» используют для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора. Прямая лопата (см. рис, 4.9, а) представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем.
Разработку грунта экскаватором «прямая лопата» производят лобовым и боковым забоями.
1. Лобовой забой применяют при разработке экскаватором грунта впереди себя и отгрузке его на транспортные средства, которые подаются к экскаватору по дну забоя или сбоку по естественной поверхности земли.

Рис 4.10. Схема работы экскаватора прямая лопата:а - при узком лобовом забое; б - при забое нормальной ширины, в - при уширенном лобовом забое при схеме «зигзаг»; г - то же, при перемещении экскаватора поперек выемки; 1 - самосвал; 2 - экскаватор
При узких забоях самосвалы подают под загрузку с одной стороны сзади экскаватора, а при нормальных - с обеих сторон от экскаватора попеременно.
В некоторых случаях разработку грунта предпочтительнее вести уширенным забоем с перемещением экскаватора по зигзагу.
2. Более эффективным является разработка грунта боковым забоем, когда заполнение ковша грунтом осуществляется преимущественно с одной стороны движения экскаватора и частично впереди себя. По этой схеме транспорт подается под загрузку сбоку выработки (рис. 4.11).

Р и с . 4.11. Работа экскаватора «прямая лопата» при боковом забое:
а - схема работы; 6 схема подачи самосвалов под погрузку; 1 центр тяжести забоя; 2 ось проходки экскаватора;
3 - ось предыдущей проходки; 4 - вешка; 5 - ось движения автосамосвала; 6 стоянки экскаватора; 7 средний угол поворота стрелы
Экскаватор «драглайн» (см. рис. 4.9, г) используют для разработки грунтов, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора. Ковш экскаватора навешивается на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Забрасывая ковш в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, ковш заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение и поворотом машины перемещают к месту разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении натяжения тягового каната.
Проходки применяют лобовую и боковую с отгрузкой грунта в транспорт и отвал.
Грейфер (рис. 4.9, в) используют в сугубо специфических случаях для отрывки узких глубоких котлованов, траншей, колодцев, при разработке грунта ниже уровня грунтовых вод. Он представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным или в последнее время стоечным приводом, принудительно смыкающим лопасти. Грейфер навешивается на стрелу и разрабатывает выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется.
Экскаватор «обратная лопата» (см. рис. 4.9, б) применяют при разработке грунтов ниже уровня стоянки экскаватора, Обратная лопата - это открытый снизу ковш с режущим передним краем. По мере протягивания назад ковш заполняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводит к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновременным опрокидыванием.
Разработку грунта экскаватором «обратная лопата» производят боковым и лобовым забоями с погрузкой грунта в транспорт или в отвал (рис. 4.12).

Рис.4.12. Технологическая схема разработки выемок обратной лопатой. 1 - экскаватор: 2 - самосвал; 3 – вешки
Одноковшовыми экскаваторами отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую проектной, оставляя так называемый недобор слоем 5... 10 см для того, чтобы избежать повреждение основания и не допустить переборов грунта.
Схемы проходок одноковшовых экскаваторов
Ширина выемки
Тип экс-ра
Схемы разработки выемки



наименование схемы
схема

В< 1,5R0
Эп
Лобовая проходка с односторонней подачей транспорта (пионерная подача)


В = (1,5...1,9)R0
Эп
То же с двухсторонней погрузкой в транспорт


В = (1,6...1,7)R0
Эо
Эд
Торцевая проходка вдоль котлована


В = 2,5R0
Эп
Уширенная лобовая проходка с перемещением Эп по зигзагу


В = 3,0R0
Эп
Поперечно-
торцевая проходка (уширенно-лобовая)



Э0
Эд

Торцевая проходка с перемещением Э вдоль котлована (за 2 проходки)
зигзагу)


В-(3,0... 3,5)Rо
Э0
Эд
Поперечно-торцевая Торцевая(лобовая) с перемещением по


В > 3,5R0
Эп
Боковая проходка




Э0
Эд
Поперечно-
торцевая проходка (уширенно-
лобовая)


Где В – ширина выемки, Rо – оптимальный радиус копания экскаватора, Эп – экскаватор прямая лопата, Э0 – экскаватор обратная лопата, Эд – драглайн
4.4.2. Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами
Рабочим органом многоковшового экскаватора являются ковши, насаженные через равные интервалы на беспрерывно движущуюся цепь (цепные экскаваторы) или ротор (колесо) - роторные экскаваторы (рис. 4.13, 4.14).
По характеру взаимного положения машины и рабочего механизма в процессе разработки грунта экскаваторы различают продольного и поперечного черпания. Ковши наполняются грунтом при движении их вверх по наклонной или криволинейной поверхности разрабатываемой выемки. Опорожняются ковши в момент достижения наивысшей точки их траектории, где они и опрокидываются. Высыпавшийся грунт попадает на ленточный конвейер, а с него на транспортные средства или в отвал.
Главный параметр экскаваторов - глубина копания.
Основные технологические параметры: ширина разрабатываемой траншеи поверху и понизу.
При помощи многоковшовых экскаваторов могут быть механизированы следующие процессы: разработка грунта в земляных сооружениях типа «траншея», «канал»; нарезание щелей в массиве грунта; отделка дна, откосов, верха постоянных земляных сооружений экскаваторами поперечного копания.

Р и с. 4.13. Схемы устройства многоковшовых экскаваторов продольного копания:
1 - тягач: 2 - домкратное устройство. 3 - цель, 4 - ковши; 5 - поперечный транспортер; 6 - ротор

Р и с. 4.14. Технологическая схема разработки грунта многоковшовым экскаватором
Экскаваторами продольного черпания разрабатывают траншеи обычно прямоугольного сечения. Отрывку начинают с наиболее низких мест профиля, что обеспечивает сток грунтовых и атмосферных вод в зоны уже отрытой траншеи.

4.4.3. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

К землеройно-транспортным машинам относят погрузчики, скреперы, бульдозеры, грейдеры и грейдер-элеваторы.

1. РАЗРАБОТКА ГРУНТА БУЛЬДОЗЕРАМИ.
Основные технические параметры - мощность базовой машины и масса.
Технологические параметры - длина отвала бульдозера. Отвал с ножом бывает жестко закрепленным, поворачивающимся в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
На рис. 4.15 показана схема современного бульдозера.
Использование бульдозера в составе комплексного технологического процесса позволяет обеспечить механизацию большого числа вспомогательных, подготовительных и основных процессов:

Р и с. 4.15. Принципиальная схема бульдозера
корчевку пней и кустарника;
снятие и перемещение растительного слоя грунта;
устройство и содержание съездов и землевозных дорог;
планирование, зачистку и отделку элементов земляного сооружения;
устройство дренажных канав;
устройство въездов;
разработку и укладку грунта в земляных сооружениях различных типов;
перемещение грунта в пределах строительной площадки;
послойное разравнивание укладываемого грунта;
рыхление мерзлых и трудноразрабатываемых грунтов;
обратную засыпку выемок и пазух.

Бульдозеры используют для перемещения грунта из выемки в насыпь на расстояние до 100 м. Бульдозеры применяют для обратной засыпки пазух траншей и котлованов грунтом, лежащем на бровке, зачистки дна котлованов после их разработки другими механизмами, для разравнивания и планировки грунта, для рытья небольших и неглубоких котлованов.
Цикл работы бульдозера состоит из резания и набора грунта путем снятия стружки, перемещения грунта с надвижкой его отвалом бульдозера и разгрузки грунта с последующим возвратом бульдозера к месту набора грунта, обычно задним ходом.
При планировке площадок могут быть использованы два основных способа работ - траншейный и послойный (рис. 4.16).
При траншейном способе выемку разбивают на ярусы высотой 0,4...0,5 м. Каждый участок на ширину отвала бульдозера разрабатывают за 2...3 проходки по нему. Между соседними участками оставляют полосу неразработанного грунта шириной до 0,6 м. Этот грунт служит стенками траншеи при их разработке, способствуя более полному заполнению отвала. Эти полосы разрабатывают в последнюю очередь перед окончательной планировкой площадки.

Рис. 4.16. Схема резания и перемещения грунта бульдозером: а - продольная при резании под уклон; б - то же, при горизонтальном участке; в - то же, траншейным способом, г - то же, послойным способом, 1 - участок резания; 2 - то же, перемещения, 3 - то же, разгрузки: 4 - насыпь; 5 – выемка

Послойный способ применим при небольших глубинах срезки и сложном очертании площадки работ. Выемки разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей площади выемки.
Если дальность перемещения грунта превышает 40 м, применяют разработку с промежуточными валами, используя спаренную работу двух бульдозеров или работу бульдозера с окрылками. При этом промежуточные валики необходимо образовывать через 20...30 м.
Обратная засыпка пазух земляных сооружений. При засыпке пазух применяют различные механизмы. Для бульдозеров наиболее часто используют две основные схемы (рис. 4.17). При схеме прямой разработки бульдозер, двигаясь параллельно траншее, производит постоянно набор грунта и сдвигает его в сторону, осуществляя засыпку траншеи небольшими порциями грунта. Возвращение в исходное положение осуществляется задним ходом. Следующая проходка параллельна предыдущей, но со смещением в сторону траншеи на 0,3...0,5 м. Такая схема предпочтительна при засыпке траншей длиной 1030 м из отвалов, расположенных на бровке и при отрывке небольших выемок
Схема боковой разработки подразумевает движение бульдозера перпендикулярно или под углом к траншее. Набирается грунт, осуществляется движение вперед, перемещение грунта в траншею, разгрузка, движение назад в исходное положение задним ходом, смещение в сторону на ширину отвала, снова движение вперед с перемещением новой порции грунта.

Рнс. 4.17. Засыпка грунта в откосы бульдозером:
а - в траншеи поперечными и косопеперечными проходками; 6 - в пазухи траншеи подземного коллектора по челночной схеме;
в - в пазухи котлована при движении бульдозера с наклонным отвалом; 1 - отвал грунта; 2 - зона засыпки грунта вручную;
3 - направление движения бульдозера; 4 - электро- или пневмотрамбовка

2. РАЗРАБОТКА ГРУНТА СКРЕПЕРАМИ.
Скреперы высокопроизводительные землеройно-транспортные машины цикличного действия, выполняющие самостоятельную разработку грунта, его транспортировку из выемок в насыпи с частичным уплотнением (рис. 4.18). Эксплуатационные характеристики скреперов позволяют их использовать при необходимости для отрывки котлованов и планировке поверхностей.
Рабочий орган скрепера - ковш с ножевым устройством, который осуществляет послойное резание грунта с одновременным набором его в ковш. Переход в транспортное состояние осуществляется подъемом ковша с одновременным его закрытием. Выгрузка производится в процессе движения скрепера послойно путем наклона ковша скрепера или перемещения задней стенки ковша - свободной или принудительной разгрузкой.

Р и с. 4.18. Схемы работы скреперов: а - общий вид скрепера, 6 забор грунта; в транспортировка грунта; г послойная выгрузка, 1 - задняя подвижная стенка механизма; 2 - ковш скрепера; 3 процесс резания грунта и заполнения ковша; 4 тягач; 5 ковш скрепера с закрытой передней стенкой и заполненный грунтом; 6 ножевое устройство в положении транспортирования; 7 подвижная стенка механизма в момент полной разгрузки ковша; 8 - отсыпка грунта слоем заданной толщины; 9 -слой отсыпки
Скреперы подразделяют на прицепные, полуприцепные, самоходные.
Главный параметр - вместимость ковша, м3.
Основные технологические параметры: грузоподъемность, ширина и глубина резания, толщина отсыпаемого слоя.
Оптимальная дальность перемещения грунта скреперами 100 – 3000 м.
Рабочий цикл скрепера включает: набор грунта ковшом скрепера, перемещение нагруженного скрепера в насыпь, разгрузка ковша с разравниванием и частичным уплотнением, возвращение порожним ходом к выемке и повторение цикла.

Схемы движения скреперов (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Схемы срезания грунта скреперами и траектории их движения: а, б, в, г срезание грунта постоянной величины, клиновым, гребенчатым и клевковым способом соответственно; д, е, ж, з траектория движения эллипс, спираль, восьмерка, зигзаг соответственно; и, к челночно-поперечная и челночно-продольная
Эллиптическая схема применяется особенно часто при планировочных работах в промышленном и гражданском строительстве. Она наиболее эффективна при разработке выемок и возведении невысоких насыпей на линейно-протяженных участках 50...100 м при высоте разработки грунта до 2 м, когда не требуются съезды и выезды на площадке планировки. Схему используют при планировочных работах, при разработке неглубоких выемок и укладке грунта в резервы. В каждом цикле присутствует один набор грунта, два поворота на 180° в одном и том же направлении (один спуск и один подъем), одна разгрузка.
Спиральная (кольцевая) схема является разновидностью эллиптической, она наиболее подходит при возведении широких насыпей высотой 2...2,5 м из двухсторонних резервов или при разработке широких выемок глубиной до 2,6 м. Схему часто применяют для устройства насыпей шириной, равной или большей длины пути разгрузки ковша. При этом не требуются съезды и выезды с площадки, основное движение скреперов перпендикулярно оси возводимого сооружения, уменьшается дальность транспортировки, повышается производительность.
Восьмерка является также разновидностью эллиптической схемы. Восьмерку применяют при большом объеме работ, возведении насыпей высотой 4...6 м из боковых резервов, при разработке протяженных выемок и планировке площадок, особенно на площадках со сложным рельефом, при наличии, например, двух зон выемки грунта и одной насыпи или наоборот. За один цикл скрепер дважды набирает и разгружает грунт, поэтому имеется возможность чередовать при движении левые и правые повороты, что улучшает технико-экономические показатели, сокращается время цикла работы.
Зигзаг используют при возведении протяженных насыпей (дорог, плотин) высотой до б м из рядом расположенных выемок при протяженности рабочих участков не менее 200 м. При этой схеме уменьшается число поворотов, сокращается продолжительность одного цикла, возрастает производительность по сравнению с эллиптической схемой на 15...20%.
Челночно-поперечная схема применяется при возведении насыпей из двухсторонних выемок, а также при разработке выемок на глубину до 1,5 м с перемещением грунта в двусторонние отвалы. Набор грунта осуществляется перпендикулярно оси выемки при Движении скрепера как в одну, так и в другую сторону. Схема сократит число поворотов скрепера, длину пути груженого и порожнего Кода.
Челночно-продольная схема движения скреперов используется при возведении высоких насыпей (4...6 м) с откосами не более 45е с транспортировкой грунта из двусторонних резервов или русла будущего канала. Схема позволяет сократить до минимума длину порожнего хода, произвести за один цикл две отсыпки и сократить число поворотов.
Применяют следующие схемы резания грунта скрепером в зависимости от вида и сцепления грунта (рис. 5.25):
-тонкой стружкой при постоянной глубине резания, при любых связных грунтах;
-клиновидной стружкой (переменной ее толщиной) при заглублении ножа до максимальной глубины и последующем постоянном его подъеме - при разработке легких связных грунтов на горизонтальных участках местности;
-гребенчатой стружкой (с попеременным заглублением и подъемом ковша) с постоянно затухающей амплитудой при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов.


4.5. УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТА
Для создания устойчивых, надежных и прочных земляных сооружений укладываемый грунт необходимо уплотнять.
Укладку и уплотнение грунтов выполняют при:
- планировочных работах
- возведении различных насыпей
- обратных засыпках.
Уплотняют грунт обычно послойно, по мере его поступления.
Коэффициент уплотнения грунта 0,95..0,98. Оптимальная влажность песчаного грунта - 8... 12%, глинистых грунтов - 19.-23%. В сухую, жаркую погоду фунты перед уплотнением целесообразно пролить водой.

Различают следующие способы уплотнения грунтов: укатывание, трамбование, вибрация.
УКАТЫВАНИЕ - для уплотнения связных и малосвязных грунтов (суглинков, супесей).
ТРАМБОВАНИЕ, ВИБРАЦИЯ – для несвязных грунтов (песчаные, гравелистые, галечные).

Машины для уплотнения грунтов подразделяют на следующие группы:
- катки статического действия с гладкими, кулачковыми и вибровальцами, с пневматическими шинами;
- трамбующие машины с вальцами, с падающим грузом, с трамбующими плитами, с виброплитами.
.
Р и с. 4.20. Калек для уплотнения грунта: а - гладкий каток; б - кулачковый капок; в - тандемный шарнирно-сочлененный каток

Главный параметр грунтоуплотняющих машин - масса вместе с балластом.
Основные технологические параметры: ширина полосы уплотнения, толщина уплотняемого слоя.
Наиболее применяемые катки статического действия. Преимущества:
- простота и надежность механизмов
- высокая производительность
- низкая стоимость.

Насыпи возводят горизонтальными слоями с последующим уплотнением. Нижние слои могут отсыпаться из плотных глин, а верхние только из дренирующих песчаных грунтов. Отсыпку следует вести от краев насыпи к середине для лучшего уплотнения грунта, ограниченного краевыми участками насыпи.
Процессу уплотнения грунта насыпи предшествуют его доставка и разравнивание, которое осуществляют бульдозерами. Разравнивание производят горизонтальными слоями при продольном перемещении бульдозера по площадке. Оптимальная толщина слоев укладываемого и разравниваемого грунта в рыхлом состоянии 0,2...0,4 м. Разравнивание производят от краев насыпи с перекрытием предыдущей проходки на 0,3...0,4 м.
Уплотнение грунта на насыпи ведут в той же последовательности, что и его отсыпку. Грунт уплотняют путем последовательных круговых проходок катка по всей площади насыпи, причем каждая последующая проходка должна перекрывать предыдущую на 0,2...0,3 м.
Кроме отсыпки горизонтальными слоями отсыпку можно вести веерным, эстакадным, и способом «с головы»

Рис. 4.21. Способы отсыпки насыпи:
а - послойный (горизонтальный), б - веерный, в эстакадный, г - «с головы», д «с головы» с помощью скреперов, разгружающих грунт перед собой

Для уплотнения грунта в стесненных условиях используют различного рода трамбовки, а также подвешенное к стреле экскаватора оборудование для уплотнения (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Уплотнение грунта тяжелыми трамбовками: 1 рабочий механизм, 2 трамбовка; 3 отметка дна котлована до вытрамбовывания; 4 проектная отметка; 5 уплотненный грунт; 6 направление движения механизма; 7 стоянки крана, 8 полоса грунта, уплотненная с одной стоянки


4.6. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ГРУНТА

Метод основан на способности водяной струи при большой скорости движения размывать грунт и нести его частицы до тех пор, пока скорость не уменьшится, в результате чего частицы оседают.
Применение этого метода целесообразно при больших объемах работ, необходимости устройства насыпей с минимальной осадкой, при наличии достаточных ресурсов воды и электроэнергии.
Технологический процесс гидромеханизации включает в себя:
- разработку грунта в забое, где он, перемешиваясь с водой, переходит в полужидкую массу (пульпу);
- транспортирование пульпы;
- укладка (намыв) пульпы в сооружение или в отвал.

По способу разработки грунтов методами гидромеханизации различают ГИДРОМОНИТОРНЫЙ (размыв грунта струей воды) и ЗЕМЛЕСОСНЫЙ (засасывание грунта из-под воды).

1. ГИДРОМОНИТОРНЫЙ СПОСОБ - размыв сухого забоя мощной струей воды с последующим транспортированием разжиженного грунта (пульпы).
Применяется при разработке выемок песка, суглинка, глины и т. д.
.
Основным технологическим средством такой разработки является гидромонитор, который представляет собой стальной ствол с насадкой диаметром 50...175 мм и шарнирными сочленениями, обеспечивающими вращение ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях для направления водяной струи в нужном направлении (рис. 4.22, а). Вода поступает к гидромонитору по трубопроводу под большим напором. В результате ударного действия струи воды на грунт существующий монолит грунта разрушается на более мелкие составляющие, которые в смеси с водой образуют пульпу.
Размыв грунта гидромониторами производится снизу вверх и сверху вниз. При размыве снизу вверх (встречный забой, рис. 4.22, б) гидромонитор устанавливается на подошве забоя, струя воды подмывает нижнюю часть забоя, под действием собственной массы верхняя часть регулярно обрушается. Обрушенный грунт легко размывается, образуя пульпу, которая по специально подготовленным лоткам легко перемещается под уклон к отстойнику или месту укладки. При наличии отстойника грунт из него насосом по трубопроводам перемещается к месту укладки в насыпи.

Рис. 4.22. Разработка грунта гидромонитором забоями:
а - встречным, б, в попутным, 1 гидромонитор, 2 канава для отвода воды, 3, 4 - последовательность разработки забоя

При размыве грунта сверху вниз (попутный забой, рис. 4.22, в) гидромонитор устанавливается в верхней части забоя. В этом случая вначале размывается траншея для стока пульпы, а затем действием струи на боковые стенки траншеи, разрабатывается и весь забой.

2. ЗЕМЛЕСОСНЫЙ СПОСОБ выполняется посредством разработки, всасывания и транспортирования по трубам разжиженного грунта из-под воды с использованием земснарядов.
Применяется при устройстве каналов, намывке дамб, плотин, насыпей, планировке территорий, устройстве морских и речных сооружений.
В процессе разработки грунта производится всасывание грунтовой массы из-под воды с помощью всасывающей трубы землесоса, как с предварительным рыхлением для плотных глинистых грунтов, так и без него для песчаных и илистых грунтов. Труба землесоса (рис. 4.23) подвешена к специальной стреле, соединенной с мачтой и установленной на барже (земснаряде). При разработке плотных грунтов всасывающую трубу снабжают специальной вращающейся рыхлителъной головкой или вибрационным рыхлителем. Земснаряд соединяют с магистральным пульпопроводом, проложенным по берегу. Благодаря плавучему пульпопроводу, смонтированному на специальных поплавках (плашкоутах), осуществляют его передвижение вслед за перемещающимся по забою земснарядом. Разработку грунта начинают с заглубления всасывающей трубы с наконечником (или рыхлителем) на глубину снимаемого за одну проходку слоя грунта.

Р и с. 4.23. Землесосный способ разработки грунта: а - схема работы земснаряда; 6 - схема намыва насыпей; 1 - устройство забора грунта; 2 земснаряд; 3 - землесос; 4 напорный пульпопровод; 5 плавучий пульпопровод; 6 -береговой пульпопровод; 7 карта отстоя пульпы; S карта намыва грунта; 9 - карта обваловывания; 10 - валы грунта

4.7. НАМЫВ НАСЫПЕЙ

Укладка (намыв) грунта происходит в результате оседания частиц грунта из пульпы, когда скорость движения ее становится ниже критической.
Первоначально обваловывают площадь (с помощью бульдозера создают валы грунта заданной высоты по периметру этой территории), на которую будет поступать пульпа, так называемую карту намыва. Ширину карты намыва назначают равной ширине основания возводимой насыпи, а длина карты принимается в пределах 100...200 м.
Одновременно в работе должно находиться не менее трех карт-захваток: на одной - отстой пульпы, на второй - подача пульпы, на третьей - обваловывание. На этих картах поочередно выполняют намыв грунта, отстой (обезвоживание) и подготовительные работы к намыву следующего слоя. По контуру каждой карты бульдозером возводят земляной вал на высоту намываемого слоя пульпы и наращивают остановленный ранее в пределах этой карты дренажный (водосборный) колодец с выпускаемой за пределы карты трубой.
Из существующих способов намыва и транспортирования пульпы чаще других применяются ЭСТАКАДНЫЙ и БЕЗЭСТАКАДНЫЙ (рис. 4.24).

ЭСТАКАДНЫЙ способ намыва грунта состоит в том, что магистральный пульповод располагают по продольной оси насыпи на инвентарных эстакадах, которые превышают по высоте возводимую насыпь.

Рис. 4.24. Намыв грунта: а - эстакадным способам; 6 – безэстакадный способом; 1 - обваловывание; 2 - пульповод; 3 -водосборный колодец (дренаж); 4 - водоотводящая труба; 5 - слой намываемого грунта; 6 - переносная опора пульповода

БЕЗЭСТАКАДНЫЙ способ отличается тем, что магистральные пульпопроводы располагаются вне насыпи, т. е. их укладывают у подошвы будущей насыпи с двух сторон карты намыва и через каждые 10...20 м к пульпопроводу присоединяют патрубки, к которым в свою очередь подсоединены горизонтальные трубы с отверстиями, из которых пульпа растекается по намываемой плоскости.
Земляные валы вокруг насыпей устраивают высотой 1,0...1,5 м для одной очереди намыва, сам же намыв выполняют слоями от 20 до 100 см высотой в зависимости от способности укладываемого грунта к дренированию.

Возведение насыпей методом намыва обеспечивает значительную плотность грунта, в связи с чем не требуется его искусственного уплотнения.

4.8. ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ

В зависимости от конкретных местных условий используют следующие методы разработки грунта:
Предохранение грунта от промерзания с последующей разработкой обычными методами;
Оттаивание грунта с разработкой его в талом состоянии;
Разработка грунта в мерзлом состоянии с предварительным рыхлением;
Непосредственная разработка мерзлого грунта.

4.5.1. Предохранение грунта от промерзания
Этот метод основан на искусственном создании на поверхности участка, намеченного к разработке в зимнее время, термоизоляционного покрова с разработкой грунта в талом состоянии. Применяют следующие способы устройства термоизоляционного покрытия: предварительное рыхление грунта, вспахивание и боронование грунта, перекрестное рыхление, укрытие поверхности грунта утеплителями и др.
Предварительное рыхление грунта, а также вспахивание и боронование осуществляется накануне наступления зимнего периода на участке, предназначенном для разработки в зимних условиях. При рыхлении поверхности грунта верхний слой приобретает рыхлую структуру с заполненными воздухом замкнутыми пустотами, обладающими достаточными теплоизоляционными свойствами. Вспашку производят тракторными плугами или рыхлителями на глубину 30...35 см с последующим боронованием на глубину 15...20 см.
Глубинное рыхление производят экскаваторами путем перекидки разрабатываемого грунта на участке, где в последующем будет располагаться земляное сооружение.
Перекрестное рыхление поверхности на глубину 30...40 см, второй слой которого располагается под углом 60...900, а каждая последующая проходка выполняется с нахлесткой на 20 см.
Укрытие поверхности грунта утеплителями. Для этого используют дешевые местные материалы - древесные листья, сухой мох, торфяная мелочь, соломенные маты, стружки, опилки, снег. Наиболее простой способ - укладка этих утеплителей толщиной слоя 20...40 см непосредственно по грунту.
Укрытие с воздушной прослойкой. Более эффективным является использование местных материалов в сочетании с воздушной прослойкой. Для этого на поверхности грунта раскладывают лежни толщиной 8...10 см, на них горбыли или другой подручный материал ветки, прутья, камыши; по ним сверху насыпают слой опилок или древесных стружек толщиной 15...20 см с предохранением их от сдувания ветром.

4.5.2. Метод оттаивания грунта с разработкой его в талом состоянии
Оттаивание происходит за счет теплового воздействия и характеризуется значительной трудоемкостью и энергетическими затратами. Применяется в редких случаях, когда другие методы недопустимы или неприемлемы - вблизи действующих коммуникаций и кабелей, в стесненных условиях, при аварийных и ремонтных работах.
Способы оттаивания классифицируются по направлению распространения теплоты в грунте и по применяемому теплоносителю (сжигание топлива, пар, горячая вода, электричество).

По направлению оттаивания все способы делятся на три группы:
1. Оттаивание грунта сверху вниз. Теплота распространяется в вертикальном направлении от дневной поверхности вглубь грунта.
2. Оттаивание грунта снизу вверх. Теплота распространяется от нижней границы мерзлого грунта к дневной поверхности. Способ наиболее экономичный, так как оттаивание происходит под защитой мерзлой корки грунта и теплопотери в пространство практически исключены.
3. Радиальное оттаивание грунта занимает промежуточное положение между двумя предыдущими способами по расходу тепловой энергии. Теплота распространяется в грунте радиально от вертикально установленных прогревных элементов, но для того, чтобы их установить и подключить к работе требуются значительные подготовительные работы.
Для выполнения оттаивания грунта по любому из этих трех способов необходимо участок предварительно очистить от снега, чтобы не тратить тепловую энергию на его оттаивание и недопустимо переувлажнять грунт.

В зависимости от применяемого теплоносителя существует несколько методов оттаивания:
1. Оттаивание непосредственным сжиганием топлива. Если в зимнее время необходимо выкопать 1...2 ямы, самое простое решение обойтись простым костром. Поддерживание костра в течение смены приведет к оттаиванию грунта под ним на 30...40 см. Погасив костер и хорошо утеплив место прогрева опилками, оттаивание грунта внутрь будет продолжаться за счет аккумулированной энергии и за смену может достигнуть общей глубины до 1 м. При необходимости можно снова разжечь костер или разработать талый грунт и на дне ямы развести костер.
2. Огневой способ применим для отрывки небольших траншей, используется звеньевая конструкция (рис. 4.25) из ряда металлических коробов усеченного типа, из которых легко собирается галерея необходимой длины, в первом из них устраивают камеру сгорания твердого или жидкого топлива (костер из дров, жидкое и газообразное топливо с сжиганием через форсунку). Тепловая энергия перемещается к вытяжной трубе последнего короба, создающей необходимую тягу, благодаря которой горячие газы проходят вдоль всей галереи и грунт под коробами прогревается по всей длине. Сверху короба желательно утеплить, часто утеплителем используют талый грунт.

Рис. 4.25. Установка для оттаивания грунта жидким топливом: а общий вид; б схема утепления короба; 1 форсунка; 2 утеплитель (обсыпка талым грунтом); 3 – короба; 4 вытяжная труба; 5 полость оттаявшего грунта

3. Электропрогрев. Сущность данного метода состоит в пропускании электрического тока через грунт, в результате чего он приобретает положительную температуру. Используют горизонтальные и вертикальные электроды в виде стержней или полосовой стали.
Оттаивание грунта полосовыми электродами, укладываемыми на поверхность грунта, очищенной от снега и мусора, по возможности выровненной. Для первоначальной проводимости поверхность отогреваемого участка покрывают слоем опилок толщиной 15...20 см, смоченных раствором хлористого натрия или кальция. Способ применим при глубине отогрева до 0,б...0,7 м.

Рис. 4.26. Оттаивание грунта глубинными электродами: а - снизу вверх; б - сверху вниз; 1 - талый грунт; 2 - мерзлый грунт; 3 - электрический провод; 4 - электрод, 5 - слой гидроизоляционного материала; 6 - слой опилок; I-IV - слои оттаивания

Оттаивание грунта стержневыми электродами (рис. 4.26). Данный метод осуществляют сверху вниз, снизу вверх и комбинированным способами. При оттаивании грунта вертикальными электродами стержни из арматурного железа с заостренным нижним концом забиваются в грунт в шахматном порядке, обычно используя рамку 1x1.
При прогреве сверху вниз предварительно очищают от снега и наледи поверхность, стержни забивают в грунт на 20...25 см, укладывают слой опилок, пропитанных раствором солей. По мере прогрева грунта электроды забивают глубже в грунт.
При прогреве снизу вверх пробуривают скважины и вставляют электроды на глубину, превышающую глубину промерзшего грунта на 15...20 см. Ток между электродами идет по талому грунту ниже уровня промерзания, при нагреве грунт отогревает вышележащие слои, которые также включаются в работу.
Третий, комбинированный способ, будет иметь место при заглублении электродов в подстилающий талый грунт и устройстве на дневной поверхности опилочной засыпки, пропитанной солевым раствором. Электрическая цепь замкнется наверху и внизу, оттаивание грунта будет происходить сверху вниз и снизу вверх одновременно.
4. Оттаивание токами высокой частоты. Этот метод позволяет резко сократить подготовительные работы, так как промерзший грунт сохраняет проводимость к токам высокой частоты, поэтому отпадает надобность в большом заглублении электродов в грунт и в устройстве опилочной засыпки. Расстояние между электродами может быть увеличено до 1,2 м.
5. Оттаивание грунта паровыми или водяными иглами. Для этого необходимо наличие источников горячей воды и пара. Паровые иглы представляют собой металлическую трубу длиной до 2 м и диаметром 25...50 мм. На нижнюю часть трубы насажен наконечник с отверстиями диаметром 2...3 мм. Иглы соединяют с паропроводом гибкими резиновыми шлангами при наличии на них кранов. Иглы заглубляют в скважины, предварительно пробуриваемые на глубину, приблизительно равную 70% глубины оттаивания. Скважины закрывают защитными колпаками, снабженные сальниками для пропуска паровой иглы Пар подают под давлением 0,06...0,07 МПа. После установки аккумулированных колпаков прогреваемую поверхность покрывают слоем термоизоляционного материала, чаще всего опилок. Иглы располагают в шахматном порядке с расстоянием между центрами 1...1.5 м..
6. Оттаивание грунта теплоэлектронагревателями. Данный метод основан на передаче теплоты мерзлому грунту контактным способом. В качестве основных технических средств применяются электроматы, изготавливаемые из специального теплопроводящего материала, через который пропускают электрический ток. Прямоугольные маты, размеры которых могут закрывать поверхность от 4...8 м2, укладываются на оттаиваемый участок и подсоединяются к источнику электричества напряжением 220 В.

4.5.3. Разработка грунта в мерзлом состоянии с предварительным рыхлением
Рыхление мерзлого грунта с последующей разработкой землеройными и землеройно-транспортными машинами осуществляют механическим или взрывным методом.
МЕХАНИЧЕСКОЕ рыхление базируется на резании, раскалывании или сколе мерзлого грунта статическим (рис. 4.27) или динамическим воздействием (рис. 4.28).
.
Рис. 4.27. Рыхление мерзлого грунта статическим воздействием: а - бульдозер с активными зубьями; б – экскаватор-рыхлитель

При динамическом воздействии на грунт осуществляется его раскалывание или сколы молотами свободного падения и направленного действия.
Статическое воздействие основано на непрерывном режущем усилии в мерзлом грунте специального рабочего органа - зуба-рыхлителя, который может быть рабочим оборудованием гидравлического экскаватора «обратная лопата» или быть навесным оборудованием на мощных тракторах.

Рис. 4.28. Рыхление мерзлого грунта динамическим воздействием: а схема рыхления молотом свободного падения; б то же, дизель-молотом; в то же, вибромолотом; г то же, при глубине промерзания до 1,5 м; д то же, при глубине промерзания более 1,5 м; 1 молот; 2 - экскаватор; 3 - мерзлый слой грунта; 4 - направляющая штанга; 5 - дизель-молот; 6 - вибромолот

Рис. 4.29. Схема совместной работы дизель-молота и экскаватора «прямая лопата»

Рыхление мерзлых грунтов ВЗРЫВОМ эффективно при значительных объемах разработки мерзлого грунта. Метод применяют преимущественно на незастроенных участках, и ограниченно застроенных - с использованием укрытий и локализаторов взрыва (тяжелых пригрузочных плит).
В зависимости от глубины промерзания грунта взрывные работы выполняют (рис. 5.46):
- методом шпуровых и щелевых зарядов при глубине промерзания грунта до 2 м;
- методом скважинных и щелевых зарядов при глубине промерзания свыше 2 м.
Шпуры просверливают диаметром 22...50 мм, скважины - 900...1100 мм, расстояние между рядами принимается от 1 до 1,5 м. Щели на расстоянии 0,9...1,2 м одна от другой нарезают щеленарезными машинами фрезерного типа или баровыми машинами. Из трех соседних щелей взрывчатое вещество помещается только в среднюю, крайние и промежуточные щели служат для компенсации во время взрыва и для снижения сейсмического эффекта. Заряжают щели удлиненными или сосредоточенными зарядами, после чего их сверху засыпают талым песком. При качественном выполнении подготовительных работ в процессе взрывания мерзлый грунт полностью дробится, не повреждая стенок котлована или траншеи.
Разрыхленный взрывами грунт разрабатывается экскаваторами или землеройно-транспортными машинами.

Рис 4.30. Методы рыхления мерзлого грунта взрывом: а - шпуровыми зарядами; 6 - то же, скважинки, ми; в - то же, котловыми; г - то же, малокамерными; д, е то же, камерными; ж то же, щелевыми; 1 заряд ВВ; 2 эа&Ъика; 3 грудь забоя; 4 - рукав; 5 - шурф; б - штольня; 7 - рабочая щель; 8 компенсационная щель

4.5.4. Непосредственная разработка мерзлого грунта
Разработка (без предварительного рыхления) может осуществляется двумя методами - блочным и механическим.
Блочный метод разработки применим для больших площадей и основан на том, что монолитность мерзлого грунта нарушается за счет разрезки его на блоки. С помощью навесного оборудования на тракторе - баровой машины грунт разрезают при взаимно-перпендикулярных проходках на блоки шириной 0,б...1,0 м (рис. 4.31). При малой глубине промерзания (до 0,6 м) достаточно сделать только продольные разрезы. Разработку производят экскаваторами «обратная лопата» с ковшом большой вместимости или глыбы грунта волоком перемещают с разрабатываемой площадки в отвал бульдозерами или тракторами.

Рис 4.31. Схема блочной разработки грунта:
а - нарезка щелей баровой машиной; б - то же, с извлечением блоков трактором; в - разработка котлована с извлечением блоков мерзлого грунта при помощи крана; 1 - слой мерзлого грунта; 2 - режущие цепи (бары); 3 - экскаватор; 4 - щели в мерзлом грунте; 5 - нарезанные блоки грунта; 6 - перемещаемые с площадки блоки; 7 - стоянки крана; 8 - транспортное средство; 9 - клещевой захват; 10 - строительный кран; 11 - трактор

Механический метод основан на силовом, а чаще в сочетании с ударным или вибрационном воздействии на массив мерзлого грунта. Реализуется метод применением обычных землеройных и землеройно-транспортных машин и машин со специально разработанными для зимних условий рабочими органами (рис. 4.32).
Обычные серийные машины применяют в начальный период зимы, когда глубина промерзания грунта незначительна. Прямая и обратная лопата могут разрабатывать грунт при глубине промерзания 0,25...0,3 м; с ковшом вместимостью более 0,65 м; экскаватор драглайн - до 0,15 м; бульдозеры и скреперы в состоянии разрабатывать промерзший грунт на глубину до 15 см.

Рис. 4.32. Механический способ непосредственной разработки грунта: а - ковш экскаватора с активными зубьями; б - разработка грунта экскаватором «обратная лопата» и захватно-клещевым устройством; в землекопно-фрезерная машина; I ковш; 2 зуб ковша; 3 ударник, 4 - вибратор; 5 захватно-клещевое устройство; 6 отвал бульдозера; 7 гидроцилиндр для подъема и опускания рабочего органа; 8 рабочий орган (фреза)
V. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА ФУНДАМЕНТОВ
5.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Сваи применяют для устройства фундаментов под различные здания и сооружения, повышения несущей способности слабых грунтов, шпунтовые сваи - для укрепления стенок котлованов от обрушения.
Применение свайных фундаментов вместо сборных ленточных фундаментов позволяет резко сократить объем земляных работ, уменьшить объем монолитного или сборного железобетона на устройство фундаментов и стен подвала, сократить сроки работ и стоимость устройства фундаментов. Свайные фундаменты, в отличие от ленточных, характеризуются меньшими по величине и более равномерными осадками.

5.2. КОНСТРУКЦИИ СВАЙ
Сваи подразделяют по целому ряду признаков на несколько групп (рис. 5.1):
по материалу - деревянные, металлические, бетонные и железобетонные, комбинированные, грунтовые;
по конструкции квадратные, трубчатые, прямоугольные и многоугольные, с уширением и без него, цельные и составные, призматические и конические, сплошного сечения н пустотелые, винтовые и сваи-колонны;
по способу устройства - забивные, изготовляемые на заводе или на самой площадке и погружаемые в грунт, и набивные, устраиваемые непосредственно в грунте (в заранее пробуренной скважине);
по характеру работы (по способу передачи нагрузки на основание) - сваи-стойки, которые передают нагрузку от здания своими концами на скальный или практически несжимаемый грунт, и висячие сваи, передающие нагрузку за счет трения грунта по боковой поверхности сваи;
по виду воспринимаемой нагрузки - центральная, вертикально действующая нагрузка, нагрузка с эксцентриситетом, и усилия выдергивания;
по виду армирования железобетонных свай - с напрягаемой и ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием и без него.
Свайный куст - несколько рядом расположенных свай, совместно воспринимающих общую нагрузку; ростверк конструкция, объединяющая сверху сваи для их совместной работы.

Рис 5.1. Классификация свай по конструктивным признакам

5.3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОГРУЖЕНИЯ ГОТОВЫХ СВАЙ
В зависимости от характеристик грунта существует ряд методов устройства свай, в том числе ударный, вибрационный, вдавливанием, завинчиванием, с использованием подмыва и электроосмоса, а также различными комбинациями этих методов.
5.3.1. Ударный метод
основан на использовании энергии удара (воздействия ударной нагрузки), под действием которой свая своей нижней заостренной частью внедряется в грунт.
Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальные механизмы:
1. Паровоздушные молоты, которые приводятся в действие силой сжатого воздуха или пара, непосредственно воздействующих на ударную часть молота;

2. Дизель-молоты, работа которых основана на передаче энергии сгорающих газов ударной части молота;
3. Вибропогружатели - передача колебательных движений рабочего органа на сваю (использование вибрации);
4. Вибромолоты - сочетание вибрации и ударного воздействия на сваю.
Рабочий цикл молотов всех типов состоит из двух тактов: холостого хода, в течение которого происходит подъем ударной части на определенную высоту, и рабочего хода, в течение которого ударная часть с большой скоростью движется вниз до момента удара по свае.
Для подъема и установки сваи в заданное положение и для забивки свай с обеспечением передачи усилия от молота сваи строго в вертикальном положении применяют специальные устройства копры (рис. 5.2). Основная рабочая часть копра - его стрела, вдоль которой устанавливают перед погружением молот, опускают и поднимают его по мере забивки сваи. Копры бывают на рельсовом ходу (универсальные металлические копры башенного типа) и самоходные на базе кранов, тракторов, экскаваторов и автомашин со стрелой длиной 9...18 м.

Рис. 5.2. Сваебойные копровые установки: а - мачтовая; б - рельсовая универсальная; в - на базе экскаватора; г - на тракторе; д - на автомобиле; 1 - кабина; 2 - копровая мачта; 3- мост; 4 - рельсовый путь, 5 свая; 6 оголовник с блоками; 7 - ходовая тележка; 8 - поворотная платформа. 9 - молот; 10 - базовая машина; 11 - стрела; 12 - распорка; 13 - гидроцилиндр; 14 - выдвижной механизм; 15 - гидроцилиндр подъема и наклона стрелы, 16 - механизм подъема сваи; 17 - подвижная рама
Наиболее распространены в промышленном и гражданском строительстве сваи длиной 6...10 м, которые забивают с помощью самоходных сваебойных установок. Такие установки маневренны и имеют механические устройства для подтаскивания и подъема на необходимую высоту сваи, закрепления головы сваи в наголовнике, в вертикальном выравнивании стрелы со сваей перед забивкой.
Забивка свай состоит из трех основных повторяющихся операций:
передвижка и установка копра на место забивки сваи;
подаем и установка сваи в позицию для забивки;
забивка сваи.
В процесс забивки свай входят установка сваи в проектное положение, надевание наголовника, опускание молота и первые удары по свае с высоты 0.2...0.4 м, после погружения сваи на глубину 1 м - переход к режиму нормальной забивки. От каждого удара свая погружается на определенную глубину, которая уменьшается по мере заглубления сваи. В дальнейшем наступает момент, когда глубина забивки сваи практически незаметна. Практически свая погружается в грунт на одну и ту же малую величину, называемую отказом.
Отказ глубина погружения сваи за определенное количество ударов.
Залог серия ударов, выполняемых для замера средней величины отказа.
Замеры проводят с точностью до 1 мм, забивку прекращают при получении заданного по проекту отказа (расчетного). Если средний отказ в трех последовательных залогах не превышает расчетного, то процесс забивки сваи считается законченным.
Если при погружении свая не дошла до проектной отметки, но уже получен заданный отказ, то этот отказ может оказаться ложным, вследствие возможного перенапряжения в грунте от забивки предыдущих свай. Через 3...4 дня свая может быть погружена до проектной отметки.
5.3.2. Погружение свай вибрированием
осуществляют с использованием вибрационных механизмов, оказывающих на сваю динамические воздействия, которые позволяют преодолеть сопротивление трения на боковых поверхностях сваи, лобовое сопротивление грунта, возникающее под острием сваи, и погрузить сваю на проектную глубину (рис. 5.3).
1. Для погружения свай в грунт вибрированием используют вибропогружатели, которые подвешивают к мачте СВАЕПОГРУЖАЮЩЕЙ УСТАНОВКИ и жестко соединяют с наголовником сваи.

Р и с. 5.3. Вибропогружение свай: а - погружающая установка; б - вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой, в - вибро-маяк, 1 - вибропогружатель; 2 - экскаватор; 3 - свая; 4 - электродвигатель; 5 - пригрузочные плиты; 6 - вибратор. 7 - дебалансы; 8 - наголовник, 9 - пружины; 10 - ударная часть с электродвигателем, 11 - боек; 12 - наковальня
Способ наиболее приемлем в песчаных грунтах, водонасыщенных мелких и пылеватых грунтах. Этим методом погружают сплошные и полые железобетонные сваи, сваи-оболочки, металлический шпунт.
При выборе низкочастотных погружателей (до 420 кол/мин), применяемых при погружении тяжелых железобетонных свай и трубчатых свай диаметром 1000 мм и более, необходимо, чтобы момент эксцентриков превышал массу вибросистемы не менее чем в 7 раз для легких грунтов и 11 раз для средних и тяжелых грунтов.
Для погружения легких свай массой до 3 т и металлического шпунта в грунты, не оказывающие большого лобового сопротивления под острием сваи, применяют высокочастотные (от 1500 кол/мин) вибропогружатели с подрессорной пригрузкой, состоящие из самого вибратора и присоединенного к нему с помощью системы пружин дополнительного пригруза с расположенным на нем электродвигателем.
2. Более универсальным является ВИБРОУДАРНЫЙ СПОСОБ погружения свай с помощью ВИБРОМОЛОТОВ. При работе вибромолота наряду с вибрационным воздействием на сваю периодически опускается ударник, оказывая и динамическое воздействие на голову сваи.
3. МЕТОД ВИБРОВДАВЛИВАНИЯ основан на комбинации вибрационного или виброударного воздействия на сваю и статического пригруза.

5.3.3. Погружение свай вдавливанием
применяют для коротких свай сплошного и трубчатого сечения (3...5 м).
Статическое вдавливание осуществляется в такой последовательности:
1. сваю устанавливают в вертикальное положение в направляющей стреле агрегата.
2. на голову сваи опускают и закрепляют оголовник, передающий давление от базовой машины (трактора, экскаватора) через систему блоков и полиспастов непосредственно на сваю, которая благодаря этому давлению постепенно погружается в грунт.
3. после достижения сваей проектной отметки погружение прекращают, снимают наголовник.
4. агрегат переезжает на новую позицию.
Применимо статическое вдавливание с использованием одновременно задействованных двух механизмов (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Схема погружения сваи статическим вдавливанием: 1 - лебедка и тяговый канат для опускания опорной плиты и подъема наголовника, 2 - растяжки стрелы; 3 - блоки: 4 - рама стрелы. 5 - наголовник с блоками, 6 - вдавливающий канат; 7 - вдавливающая лебедка. 5 - опорная плита; 9 - отводной блок вдавливающего каната; 10 - свая; 11- рама; 12 - трактор
5.3.4. Погружение свай завинчиванием
основано на завинчивания стальных и железобетонных свай со стальным наконечником с помощью мобильных установок, смонтированных на базе автомобилей или других самоходных средств. Метод применяют чаще всего при устройстве фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других сооружений, где в достаточной мере могут быть использованы несущая способность винтовых свай и их сопротивление выдергиванию (рис. 5.5).

Рис 5.5. Схема процесса завинчивания свай: а - конструкция наконечника при погружении в слабые грунты; б - то же, в плотные грунты, в - схема погружения сваи; 1 - редуктор наклона рабочего органа, 2 - рабочий орган (кабестан); 3 -свая; 4 - наконечник сваи: 5 - выносные опоры
Рабочий орган установок для завинчивания - кабестан - механизм, состоящий из двух пар захватов и электродвигателя. Захваты обжимают сваю и передают ей вращение от электродвигателя. Конструкция рабочего органа позволяет выполнять следующие операции: втягивать винтовую сваю внутрь трубы рабочего органа (предварительно на сваю надевают инвентарную металлическую оболочку), обеспечивать заданный угол погружения сваи в пределах 0...45° от вертикали, погружать сваю в грунт путем вращения с одновременным использованием осевого усилия.
Рабочие операции при погружении сваи методом завинчивания аналогичны операциям, выполняемым при погружении свай методами забивки или вибропогружения. Только вместо установки и снятия наголовника при этом методе одевают и снимают металлическую оболочку.
После завинчивания винтовой сваи (диаметр труб достигает 1 м), ее внутренняя полость заполняется бетоном. Скорость погружения винтовых свай зависит от диаметра лопасти и характеристик грунта и находится в пределах 0,2...0,6 м/мин.
5.3.5. Погружение сваи подмывом
применяют в несвязных и малосвязных грунтах - песчаных и супесчаных. Целесообразно подмыв использовать для свай большого поперечного сечения и большой длины, но недопустимо для висячих свай.
Способ заключается в том, что под действием воды, вытекающей под напором у острия сваи из одной или нескольких труб, закрепленных на свае, грунт разрыхляется и частично вымывается (рис. 5.6). При этом сопротивление грунта у острия сваи снижается, а поднимающаяся вдоль сваи вода размывает прилегающий грунт, уменьшая тем самым трение по боковым поверхностям сваи. В результате свая погружается в грунт под действием собственной массы и массы установленного на ней молота.
Расположение трубок для подмыва грунта может быть боковым и центральным. При боковом подмыве, по сравнению с центральным подмывом, создаются более благоприятные условия для уменьшения сил трения по боковой поверхности свай. При боковом расположении подмывные трубки крепят таким образом, чтобы наконечники находились у свай на 30...40 см выше острия.

Рис. 5.6. Подмыв грунта для погружения свай: а- погружение квадратных свай с подмывом грунта: 1 - молот; 2 - трос; 3 - напорный шланг; 4 - подмывные трубки; 5 - свая; б - расположение подмывных трубок; в - наконечник подмывной трубы
Применение метода подмыва не допускается, если имеется угроза просадки близлежащих сооружений, а также в целом на просадочных грунтах.

5.3.6. Погружение свай методом электроосмоса
применяют в водонасыщенных плотных глинистых грунтах, в моренных суглинках и глинах.
Для практической реализации метода уже погруженную в грунт сваю присоединяют к положительному полюсу (аноду) электрической сети постоянного тока, а соседнюю с ней, подготовленную для погружения в грунт - к отрицательному полюсу (катоду). При включении тока вокруг сваи с положительным полюсом резко снижается влажность грунта, а у соседней с отрицательным полюсом она наоборот резко увеличивается. В более влажной среде свая быстрее погружается в грунт, что позволяет применять сваебойное оборудование меньшей мощности.
5.3.7. Последовательность погружения свай.
Порядок погружения свай зависит от их расположения в свайном поле и параметров сваепогружающего оборудования.
Применимы три схемы рядовая, когда последовательно забиваются все сваи в одном ряду; спиральная, при забивке свай от центра к сваям внешних рядов и секционная, когда все поле делят на отдельные секции по ширине здания, в которых забивка осуществляется по рядовой схеме (рис. 5.7).

Рнс. 5.7. Схема рядовой системы погружения свай: а - при прямолинейном расположении свай отдельными рядами; б - при расположении свай кустами;
1... 15 - последовательность забивки свай





5.4. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ
Набивные сваи устраивают на месте их будущего положения путем заполнения скважины (полости) бетонной смесью или песком. В настоящее время применяют большое количество вариантов решения таких свая. Их основные преимущества:
возможность изготовления любой длины;
отсутствие значительных динамических воздействий при устройстве свай;
применимость в стесненных условиях;
применимость при усилении существующих фундаментов.
Набивные сваи изготовляют бетонными, железобетонными и грунтовыми, причем имеется возможность устройства свай с уширенной пятой.
Способ устройства свай прост - в предварительно пробуренные скважины подается для заполнения бетонная смесь или грунты, в основном песчаные.
Применяют следующие разновидности набивных свай - буронабивные, пневмонабивные, вибротрамбованные, частотрамбованные, песчаные и грунтобетонные.
5.4.1. Буронабивные сваи
Характерной особенностью устройства буронабивных свай является предварительное бурение скважин до заданной глубины.
В зависимости от грунтовых условий буронабивные сваи устраивают одним из следующих способов - сухим способом (без крепления стенок скважин), с применением глинистого раствора (для предотвращения обрушения стенок скважины) и с креплением скважины обсадной трубой.

СУХОЙ СПОСОБ применим в устойчивых грунтах, которые могут держать стенки скважины (рис. 5.8).
Скважина необходимого диаметра разбуривается методом вращательного бурения в грунте на заданную глубину. После приемки скважины в установленном порядке при необходимости в ней монтируют арматурный каркасс и бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы. Для этого в скважину опускается бетонолитная труба до самою низа, в приемную воронку подается бетонная смесь, на этой же воронке закреплены вибраторы, которые уплотняют укладываемую бетонную смесь. По мере укладки смеси бетонолитная труба извлекается из скважины.

Рис. 5.8. Технологическая схема устройства буронабивных свай сухим способом: а - бурение скважины, б - разбурившие уширенной полости: в - установка арматурного каркаса. г - установка бетонолитной трубы с вибробуккером, д - бетонирование скважины методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ), е - подъем бетоиолитной трубы; 1 - буровая установка; 2 -привод, 3 - шнековый рабочий орган, 4 - скважина, 5 - расширитель, 6 - уширенная полость: 7 - арматурный каркас; 8 - стреловой кран, 9 - кондуктор-патрубок; 10 - вибробункер; 11 - бетонолитная труба; 12 - бадья с бетонной смесью; 13 - уширенная пята сваи

ПРИМЕНЕНИЕ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА. Устройство буронабивных свай в слабых водонасыщенных грунтах требует повышенных трудозатрат, что обусловлено необходимостью крепления стенок скважины для предохранения их от обрушения (рис. 5.9). В таких неустойчивых грунтах для предотвращения обрушения стенок скважин применяют глинистый раствор бентонитовых глин, который оказывает гидростатическое давление на стенки, при этом хорошо удерживает стенки скважин от обрушения.

P и с. 5,9. Технологическая схема устройства буронабивных свай под глинистым раствором: а - бурение скважины; б - устройство расширенной полости; в - установка арматурного каркаса; г - установка вибробункера с бётонолитной трубой; д - бетонирование скважины методом ВПТ; 1 - скважина, 2 - буровая установка; 3 - насос; 5 - приямок для глинистого раствора; 6 - расширитель, 7 - штанга; 8 - стреловой кран, 9 - арматурный каркас; 10 - бетонолитная труба: 11- вибробункер
Глинистый раствор готовят на месте выполнения работ и по мере бурения подают в скважину по пустотелой буровой штанге под давлением. По мере бурения раствор начинает подниматься вверх вдоль стенок скважины и выходя на поверхность, попадает в отстойник-зумпф, откуда снова насосом подается в скважину для дальнейшей циркуляции.
Глинистый раствор, находящийся в скважине под давлением, цементирует грунт стенок, тем самым препятствуя проникновению воды, что позволяет исключить применение обсадных труб. После завершения проходки скважины в нее при необходимости устанавливается арматурный каркас, бетонная смесь из вибробункера по бетонолитной трубе попадает на дно скважины, поднимаясь вверх, бетонная смесь вытесняет глинистый раствор. По мере заполнения скважины бетонной смесью производят подъем бетоновода.

КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН ОБСАДНЫМИ ТРУБАМИ. Устройство свай этим методом возможно в любых гидрогеологических условиях; обсадные трубы могут быть оставлены в скважине или извлечены из нее в процессе изготовления сваи (рис. 5.10).
Пробуривают скважины вращательным или ударным способом. Погружение обсадных труб в грунт в процессе бурения скважины осуществляют гидродомкратами. После зачистки забоя и установки арматурного каркаса скважину бетонируют методом вертикально перемещаемой трубы. По мере заполнения скважины бетонной смесью могут производить извлечение и инвентарной обсадной трубы.

Р и с. 5.10. Технологическая схема устройства буронабнвных свай с применением обсадных труб: а установка кондуктора и забуривание скважины, б погружение обсадной трубы; в проходка скважины; г наращивание следующего звена обсадной трубы; д зачистка забоя скважины; е - установка арматурного каркаса; ж - заполнение скважины бетонной смесью и извлечение обсадной трубы; 1 рабочий орган для бурения скважины: 2 скважина; 3 - кондуктор; 4 буровая установка; 5 обсадная труба; 6 - арматурный каркас; 7 - бетонолитная труба; 8 - вибробункер

Буронабивные сваи с уширенной пятой. Существуют три способа устройства уширений свай:
1. Распирание грунта усиленным трамбованием бетонной смеси в нижней части скважины, когда невозможно оценить качество работ, форму (какой стала пята уширения), насколько бетон перемешался с грунтом и какова его несущая способность.
2. При втором способе скважину пробуривают станком, имеющим на буровой колонке специальное устройство в виде раскрывающегося ножа.
3. Взрывной способ устройства уширений. В пробуренную скважину устанавливают обсадную трубу. На дно скважины опускают заряд взрывчатого вещества расчетной массы и выводят провода от детонатора к взрывной машинке, находящейся на поверхности. Скважину заполняют бетонной смесью на 1,5...2,0 м, поднимают на 0,5 м обсадную трубу и производят взрыв. Энергия взрыва уплотняет грунт и создает сферическую полость, которая заполняется бетонной смесью из обсадной трубы. После этого порциями и с необходимым уплотнением заполняют обсадную трубу бетонной смесью доверху.

Буронабивная свая с башмаком. Особенность метода в том, что в пробуренную скважину опускают обсадную трубу, имеющую на конце свободно опертый чугунный башмак, оставляемый в грунте после погружения обсадной трубы на требуемую глубину. Порционно загружая бетонную смесь, регулярно ее уплотняя и постепенно извлекая трубу из скважины.

Трубобетонные сваи. Принципиальное отличие метода в том, что обсадная труба длиной до 40...50 м имеет в нижней части жестко закрепленный башмак. После достижения дна скважины труба остается там, не извлекается, а заполняется бетонной смесью.
5.4.2. Пневмонабивные сваи
Сваи применяют при устройстве фундаментов в насыщенных водой грунтах с большим коэффициентом фильтрации. В этом случае бетонную смесь укладывают в полость обсадной трубы при постоянном повышенном давлении воздуха (0,25...0,3 МПа), который подается от компрессора через ресивер, служащий для сглаживания колебаний давления. Бетонную смесь подают небольшими порциями через специальное устройство шлюзовую камеру, действующую по принципу пневмонагнетательных установок, применяемых для транспортирования бетонной смеси. Шлюзовая камера закрывается специальными клапанами. Подача бетонной смеси в камеру осуществляется при закрытом нижнем клапане и открытом верхнем; при заполнении камеры смесью верхний клапан закрывается, нижний, наоборот, открывается, смесь выжимается в скважину.
5.4.3. Вибротрамбованные сваи
Вытрамбованные сваи используют в сухих связанных грунтах. В пробуренную скважину с помощью вибропогружателя, закрепленного на экскаваторе, погружают до проектной отметки стальную обсадную трубу, имеющую на конце съемный железобетонный башмак. Полость трубы заполняют на 0,8...1,0 м бетонной смесью, уплотняют ее с помощью специальной трамбующей штанги, подвешенной к вибропогружателю (рис. 5.11). В результате башмак вместе с бетонной смесью вдавливается в грунт, при этом образуется уширенная пята. Обсадная труба заполняется бетонной смесью порциями с постоянным уплотнением. По мере заполнения скважины бетонной смесью осуществляется подъем обсадной трубы экскаватором при работающем вибропогружателе, который значительно снижает адгезию трубы с бетоном в процессе ее извлечения.

Рис, 5.11. Технологическая схема устройства вытрамбованных свай: а - образование скважины, б - укладка первой порции бетонной смеси; в - уплотнение бетонной смеси трамбующей штангой, жестко соединенной с вибропогружателем; г - укладка и уплотнение последующих слоев бетонной смеси; д извлечение обсадной трубы и установка арматурного каркаса в голове сваи
5.4.4. Частотрамбованные сваи
Устраивают путем забивки обсадной трубы в пробуренную скважину вместе с надетым на конце чугунным башмаком, который остается в грунте (рис. 5.12). Обсадная труба извлекается из скважины с помощью молота двойного действия, передающего усилия через обсадную трубу. После заполнения обсадной трубы бетоном на высоту 1 м ее начинают поднимать, при этом башмак соскальзывает под действием давящей на него бетонной смеси, которая начинает заполнять скважину. Молот двойного действия, соединенный с обсадной трубой при этом производит частые парные удары, направленные попеременно вверх и вниз. От ударов, направленных вверх труба извлекается из грунта на 4...5 см, а от ударов, направленных вниз, труба осаживается на 2...3 см. Тем самым производится трамбование бетонной смеси

Рис 5.12. Технологическая схема устройства частотрамбованных свай: а погружение обсадной трубы; б установка арматурного каркаса; в подача бетонной смеси в полость трубы; г извлечение обсадной трубы с одновременным уплотнением бетонной смеси; 1 - обсадная труба; 2 - копер; 3 - молот двойного действия; 4 арматурный каркас; 5 бадья с бетонной смесью; 6 - приемная воронка; 7 чугунный башмак

5.4.5. Песчаные набивные сваи
Песчаные набивные сваи - наиболее дешевый способ уплотнения слабых грунтов. Стальная обсадная труба с башмаком погружается в грунт с помощью вибропогружателя (рис. 5.13). Достигнув проектной отметки, она частично заполняется песком, при подъеме обсадной трубы за счет массы песка она отделяется от башмака, и с помощью вибропогружателя извлекается на поверхность, при этом грунт от вибросотрясений уплотняется.

Рис. 5.13. Схема устройства песчаных (грунтовых) набивных свай: а - погружение обсадной трубы; б - извлечение трубы; в - раскрывающийся наконечник; 1 вибропогружатель; 2 обсадная труба; 3 шарнир; 4 створка наконечника; 5 -кольцо
5.4.6. Грунтобетонные сваи
Устраивают с помощью бурильных установок с пустотелой буровой штангой, имеющей на конце смесительный бур со специальными режущими и одновременно перемешивающими смесь лопастями. После пробуривания скважины в слабых песчаных грунтах до нужной отметки в пустотелую штангу под давлением из растворосмесительной установки подают водоцементную суспензию (раствор). Буровая штанга медленно при обратном вращении начинает подниматься вверх, грунт насыщается цементным раствором и дополнительно уплотняется буром. В результате получается цементно-песчаная свая, изготовленная на месте без выемки грунта.

5.5. ТЕХНОЛОГИЯ УСТРОЙСТВА РОСТВЕРКОВ
Конструкцию ростверка и технологию его устройства принимают в зависимости от типа свай. Ростверки объединяют группу свай в одну конструкцию и распределяют на них нагрузки от сооружения. Они чаще всего представляют собой непрерывную ленту по всему контуру здания в плане, включая внутренние стены.
При использовании железобетонных свай ростверки могут быть выполнены из монолитного и сборного железобетона (рис. 5.14).
При забивных сваях, головы которых после забивки могут оказаться на разных отметках, перед устройством ростверка необходимо выполнить трудоемкие операции по выравниванию голов свай. Для этого необходимо под определенный уровень срубить (срезать) бетон свай, обрезать или загнуть их арматуру.

Рис. 5.14. Соединение сваи с ростверком:а - свободное опирание; б - жесткое опирание; 1 - свая, 2 - ростверк; 3 - арматурная сетка: 4 -песчаная подготовка, 5 - выпуск арматуры из сваи
Срезка свай.
Деревянные сваи и шпунт срезают механическими или электрическими пилами.
Стальные сваи - автогеном или бензорезом.
В железобетонных сваях бетон оголовков разрушают обычно с помощью пневматических отбойных молотков. Более эффективно для этих целей применять пуансоны - установки для срезания голов свай (рис. 5.15), состоящие из жесткой замкнутой станины, опускаемой и зажимаемой на свае, подвижной рамы, съемных зубьев и гидродомкрата с поршнем.

Рис. 5.15. Схема установки для срезки голов сваи: 1 - свая; 2 - зубья, 3 - рама установки; 4 - поршень, 5 - гидродомкрат, 6 - станина
При подготовке голов набивных свай к устройству сборных ростверков проверяют верхнюю поверхность по нивелиру и при необходимости выравнивают опорную поверхность свай с помощью бетонной смеси или цементного раствора.
Сами же балки железобетонного ростверка устанавливают на выравнивающую подсыпку из песка или шлака, начиная от угла здания, и выполняют монтажные работы строго по захваткам. Элементы сборного ростверка соединяют со сборными короткими сваями на сварке с омоноличиванием стыков.

5.6. УСТРОЙСТВО СВАЙ В МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
5.4.1. Погружение готовых свай
Забивка свай в сезонно промерзающие грунты осуществляется следующими методами:
- при глубине промерзания до 0,7 м – с помощью мощных молотов и вибромолотов, отличается от забивки в летних условиях только некоторым снижением производительности установок
- при большей глубине промерзания для забивки свай пробуривают лидирующие скважины или используют тот же арсенал мероприятий, что и для разработки грунта в зимних условиях.
Для вечномерзлых грунтов имеются некоторые особенности погружения свай. Эти грунты в естественном состоянии и с ненарушенной структурой имеют высокую несущую способность. Поэтому при погружении свай в такие грунты необходимо максимально сохранить в естественном состоянии. На участках, где эта структура нарушена в результате забивки, следует восстановить первоначальные свойства данных грунтов. Это достигается вмораживанием свай.
Погружают сваи в вечномерзлые грунты в основном двумя методами:
- в оттаявший грунт
- в пробуренные скважины, диаметр которых превышает наибольший размер поперечного сечения сваи.
При погружении сваи в оттаявший грунт первоначально нужно этот грунт оттаять (рис. 5.17), затем погрузить сваи в образовавшуюся в мерзлом грунте полость разжиженного грунта. Грунт оттаивают с помощью паровой иглы, перфорированной в нижнем сечении. Под действием пара при давлении 0,4...0,8 МПа, в зоне перфорированной части иглы происходит разжижение грунта до текучего состояния; в такой грунт и осуществляют погружение готовой сваи до проектной глубины.
Для оттаивания мерзлого грунта при погружении свай с использованием стержневых электронагревателей (рис. 5.16) район забивки свай разбивают на три захватки. На первой захватке пробуривают скважины, на второй - скважины уже пробурены и осуществляется их утепление и отогрев, на третьей захватке производят погружение свай скважины.

P и с. 5.16. Схема последовательности погружения свай при отогреве грунта стержневыми электронагревателями: 1 - участок с электронагревателями; 2 – то же, с отогретыми скважинами; 3 - то же, с погруженными сваями; 4 - кабель; 5 - провода

Рис. 5.17. Схемы процесса погружения свай в мерзлый грунт методом оттаивания: а - оттаивание грунта; 6 - погружение сваи, в - паровая игла; / - поддерживающие козлы; 2 - мерзлый грунт; 3 - разжиженный грунт; 4 - сваепогружающая установка; 5 - вибропогружатель; 6 - свая; 7 - паропровод 8 - головная заглушка; 9 - патрубок, 10 - острие иглы
Метод погружения сваи в пробуренные скважины (рис. 5.18) включает в себя ряд последовательно выполняемых операций:
- бурение скважины до необходимой глубины;
- заполнение скважины песчано-глинистым раствором;
- погружение сваи в этот раствор с частичным выжиманием его из устья скважины;
- извлечение обсадной трубы.
В результате вмерзания раствора в естественный грунт свая приобретает необходимую несущую способность.

Р и с. 5.18. Схема процесса погружения сваи в пробуренную скважину: а - бурение скважины; б - заполнение скважины песчано-глиняным раствором; в – погружение сваи, г - извлечение обсадной трубы; 1 - буровая установка; 2 - подсыпка; 3 - деятельный слой грунта, 4 - мерзлый грунт; 5 - обсадная труба; 6 – песчано-глинистый раствор; 7 - свая
VI. ТЕХНОЛОГИЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ
6.1. НАЗНАЧЕНИЕ КАМЕННЫХ РАБОТ. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Назначение каменных работ возведение фундаментов, несущих и ограждающих конструкций зданий, декоративная отделка.
Каменные конструкции состоят из отдельных камней, соединенных в одно целое раствором, при затвердевании которого образуется монолитный массив.
Недостатки каменной кладки - большая относительная масса конструкций, малая произволительнссть труда, высокие материальные затраты, невозможность механизировать процесс кладки.
Преимущества каменной кладки - прочность и долговечность, огнестойкость.

Виды кладки в зависимости от применяемых камней:
кирпичная - из глиняного и силикатного сплошного и пустотелого кирпича;
кирпичная с облицовкой из искусственных и естественных камней и блоков;
мелкоблочная из природных (ракушечники, пористые туфы) или искусственных, бетонных и керамических камней, укладываемых вручную;
тесовая - из природных обработанных камней правильной формы, укладываемых вручную или краном;
бутовая - из природных камней неправильной формы;
бутобетонная - из бута и бетонной смеси, обычно выполняется в опалубке.

6.1.1. Элементы каменной кладки
Кирпичи и камни правильной формы ограничены шестью гранями. Нижнюю и верхнюю называют постелями, две боковые большего размера - ложками, две боковые меньшего размера - тычками (рис. 6.1).
Постели - поверхности камней, воспринимающие и передающие усилия на нижележащие слои кладки.
Ложок - камень, уложенный длинной стороной вдоль стены.
Тычок - камень, уложенный короткой стороной вдоль стены.
Швы - пространство между камнями в продольном и поперечном направлениях, заполненное раствором.
Версты - наружные ряды кирпича при кладке. Существуют наружная и внутренняя верста, заполнение между верстами - забутка.
Ложковыи ряд - способ укладки, когда наружная верста состоит из ложков.
Тычковый ряд - наружная верста укладывается из тычков.

Рис. 6.1. Элементы кирпичной кладки: а - кирпич; б - камень; в - кирпичная кладка; 1 - тычок; 2 - постель; 3 - ложок; 4 - наружная верста. 5 - внутренняя верста, 6 - забутка; 7 - ложковыи ряд; 8 - тычковый ряд; 9 - горизонтальный шов (растворная постель); 10 - вертикальный продольный шов; 11 - вертикальный поперечный шов; 12 - наружная верста кладки

Рис. 6.2. Виды отделки швов кладки: в впустошовку; 6 - с заполнением шва (вподрезку); в выпуклый шов; г - вогнутый шов
Существуют целый камень, половинка, трехчетвертка и четвертка.
Кладку называют впустошовку, если наружные швы на глубину 1...I.5 см не заполняют раствором, что приводит к лучшей связи кладки и раствора при последующем оштукатуривании.
Кладку называют под расшивку, если наружная стена будет иметь естественный вид и швы кладки заполняют полностью, придавая им различную форму - выпуклую, вогнутую, треугольную, прямоугольную и др. (рис. 6.2).
Вподреэку называют кладку, если раствор заполняет швы заподлицо с наружной поверхности стены.

6.1.2. Материалы для каменной кладки
К искусственным каменным материалам относят кирпичи керамический и силикатный полнотелые и пустотелые, керамические и силикатные камни пустотелые и камни бетонные и гипсовые стеновые.
Полнотелый глиняный кирпич имеет размеры 250 х 120 х 65 мм и модульный (утолщетшый) - 250 х 120 х 88 мм, марки кирпича 75, 100, 150, 200, 250 и 300.
Пустотелый, пористый и дырчатый кирпичи имеют при тех же размерах в плане высоту 65, 88, 103 и 138 мм, марки кирпича - 75, 100 и 150.
Силикатный кирпич имеет те же размеры, что и полнотелый глиняный, применяют для стен с относительной влажностью не более 75%, марки кирпича - 75, 100 и 150.
Керамические и силикатные пустотелые камни имеют размеры:
обычные - 250 х 120 х 138 мм, укрупненные - 250 х 250 х 138 мм
модульные - 288 х 138 х 138 мм.
Поверхность камней бывает гладкой и рифленой.
Камни бетонные и гипсовые стеновые выпускают сплошными и пустотелыми. Их изготовляют из тяжелых, облегченных и легких бетонов и гипсобетона с размерами 400 х 200 х 200 мм, 400 х 200 х 90 мм.
Пустотелые и силикатные кирпичи нельзя применять для кладки стен ниже гидроизоляционного слоя, для кладки цоколей, стен мокрых помещений.

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ КИРПИЧА.
Кирпич перевозят пакетным способом на поддонах или контейнерным.
Пакетный способ. Основным приспособлением является поддон-щит из досок (рис. 6.10).

Рис. 6.10. Способы укладки кирпича и камней на поддоны: а, б – укладка кирпича с перекрестной перевязкой; в, г - укладка кирпича «в елочку»

Рис. 6.11. Инвентарь для каменной кладки: а - установка для приема и выдачи раствора; б - бункер с челюстным затвором; в - растворный ящик;
г - подхват-футляр; д - самозатягивающийся захват; 1 - емкость для перемешивания раствора; 2 - моторный отсек, 3 - крышка; 4 - затвор для выдачи раствора; 5 - штурвал; 6 - петли для строповки; 7 - поддон с поперечными брусками; 8 - г-образный полуфутляр; 9 - рама захвата; 10 - захватное устройство
При контейнерном способе на заводе кирпич укладывают в универсальный контейнер с поддоном (рис. 6.11, г, д). Футляр контейнера после доставки кирпича к месту работ складывают и возвращают на завод.
ПОДАЧА КИРПИЧА производится на поддона как правило при помощи кранов.

6.1.3. Растворы для каменной кладки
Растворы, применяемые для устройства каменных конструкций, называют кладочными.
Классификация растворов по виду заполнителей:
1. тяжелые или холодные - растворы на песке с плотностью более 1500 кг/м3;
2. легкие или теплые - растворы на песке или шлаках с плотностью менее 1500 кг/м3;
Подвижность раствора для каменной кладки - 9... 13 см.
Широко используют пластифицирующие добавки: органические - сульфитный щелок и неорганические известь и глина.
Классификация растворов по типу вяжущего:
1. цементные растворы, марки раствора от 100 до 300;
2. известковые растворы, марки 4, 10 и 25;
3. смешанные или сложные растворы - цементно-известковые и цементно-глиняные, марки растворов 10, 25, 50, 75 и 100.
Скорость нарастания прочности раствора зависит от свойств вяжущих и условий твердения. При температуре 15°С прочность простого раствора будет нарастать следующим образом: через 3 сут - 25% марочной прочности, через 7 сут - 50%, через 14 сут - 75% и через 28 сут 100%. С повышением температуры твердеющего раствора его прочность нарастает быстрее, при понижении - медленнее.
Требования предъявляемые к растворам:
- Прочность.
- Удобоукладываемость (пластичность).
ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ, ПОДАЧА РАСТВОРА
Изготовление раствора производят на заводах или централизованных растворных узлах. На приобъектных растворосмесительных установках приготовление раствора допускается при малой потребности.
Обычно раствор перевозят самосвалами, авторастворовозами и в бункерах-раздатчиках. Доставленный на объект раствор выгружают в устройство для механического перемешивания и подают на рабочее место в бункерах, бадьях (рис. 6.11, б, в) или растворонасосами.

6.1.4. Правила разрезки каменной кладки
Каменная кладка, выполняемая из отдельных кирпичей, соединяемых раствором в единое целое, должна представлять собой монолит, в котором уложенные камни не смещались бы под влиянием действующих на кладку нагрузок. Чтобы смещение камней не происходило, их укладывают с соблюдением правиламиразрезки каменной кладки (рис. 6.3).
Правило первое. Кладку выполняют плоскими рядами, перпендикулярными действующей силе, т. е. правило устанавливает максимально допустимый угол наклона силы, действующей на горизонтальный ряд кладки. Допустимое отклонение усилия по вертикали не более 15...17°, оно зависит от силы трения камня по поверхности раствора.
Правило второе. Продольные и поперечные вертикальные швы в кладке не должны быть сквозными по высоте конструкции, кладка окажется расчлененной на отдельные столбики. Правило регламентирует расположение вертикальных плоскостей разрезки кладки относительно постели. По отношению к лицевой поверхности стены швы должны быть перпендикулярны или параллельны ей. Невыполнение этого правила может привести к расклиниванию рядов кладки.
Правило третье. Плоскости вертикальной разрезки кладки соседних рядов должны быть сдвинуты, т. е. под каждым вертикальным швам данного ряда кладки должны быть расположены камни, а не швы. Такая перевязка швов устраняет опасность расслоения кладки на отдельные столбики.

Pис. 6.3. Правила разрезки каменной кладки: а - воздействие на кладку наклонной силы; 6 - правильное, взаимно-перпендикулярное расположение вертикальных плоскостей разрезки кладки: в - то же. неправильное; г - кладка с правильней перевязкой вертикальных швов
6.2. СИСТЕМЫ ПЕРЕВЯЗКИ И ТИПЫ КЛАДКИ

6.2.1. Системы перевязки швов
Раскладку кирпичей и камней в слоях кладки и чередование слоев производят в определенной последовательности, которую называют системой перевязки швов кладки. Слои кладки из камней правильной формы называют рядами кладки.
Горизонтальные швы имеют среднюю толщину 12 мм, а вертикальные швы должны иметь толщину 10 мм для кирпича и 15 мм для природных камней.
Толщину сплошной кирпичной кладки назначают кратной 0,5 кирпича, поэтому стены могут иметь следующую толщину: полкирпича -12 см; кирпич - 25 см; полтора кирпича - 38 см; два кирпича - 51 см, два с половиной - 64 см; три кирпича - 77 см и т.д.
Высота рядов кладки при толщине кирпича 65 мм составит 77 мм, при толщине утолщенного кирпича 88 мм - соответственно 100 мм.
Основные применяемые системы перевязки: однорядная, многорядная и четырехрядная.
1. Цепная однорядная кладка. Кладку выполняют чередованием через один тычковых и ложковых рядов (рис. 6.4, а).
2. Многорядная шестирядная кладка. Система перевязки предусматривает чередование в наружных верстах шести рядов кирпича - одного тычкового и пяти ложковых (рис. 6.4, б).

Рис. 6.4. Системы перевязки швов при кладке стен толщиной в два кирпича: а - однорядная (цепкая): б - многорядная; 1 - тычковые ряды; 26 ложковые ряды; 7 - забутка
3. Четырехрядную кладку применяют для кладки столбов и узких простенков длиной до 1 м. Допускается совпадение поперечных вертикальных швов в трех смежных рядах кладки.
Кладку из кирпича начинают и заканчивают тычковыми рядами.

6.2.2. Типы кладки
1. Кладку стен с облицовкой применяют для придания фасадам лучшего внешнего вида и повышения сопротивляемости наружных поверхностей стен атмосферным воздействиям. Используют лицевой кирпич, плиты керамические и из естественного камня с обязательной перевязкой всей кладки по типу однорядной или многорядной кладки (рис. 6.5).

Pис. 6.5. Облицовка стен из кирпича и керамических камней: а - при м
·ногорядной перевязки; б - то же, при однорядной; в - стена из керамических камней с облицовкой из кирпича; г - то же, с облицовкой керамическими камнями; д - кладка без перевязки вертикальных швов наружной версты; е - то же, с перевязкой вертикальных швов в пределах трех рядов кладки
2. Армированная каменная кладка - специфика ее в том, что для повышения прочности в швы укладывают арматурные сетки или отдельные стержни (рис. 6.6).
Для поперечного армирования применяют прямоугольные проволочные сетки или сетки «зигзаг». Сетки «зигзаг» целесообразно располагать в двух смежных рядах так, чтобы расположение прутков в них было взаимно перпендикулярным. Сетки по вертикали укладывают по проекту, но не реже чем через 5 рядов кладки.

Рис.6.6.. Армирование кирпичных столбов и простенков:
а - прямоугольными сетками; б - зигзагообразными сетками; 1 - выступающие концы прутков
3. Кладка из керамических, бетонных и природных камней правильной формы.
Из керамических камней с поперечными щелевыми пустотами стены, простенки и столбы выкладывают по однорядной системе перевязки.
При кладке из бетонных и природных камней применяют многорядную систему перевязки, но с укладкой поперечных тычковых рядов не реже, чем в каждом третьем ряду.
Наружные стены выполняют в виде трех основных конструктивных схем: массив, массив с утеплителем внутри или на поверхностях стены (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Конструктивные схемы наружных кирпичных стен: 1 - кирпичная кладке; 2 - утеплитель; 3 - штукатурка; 4 - гипсокартон
Массив - наиболее распространенная форма, но по последним нормативным требованиям для обеспечения требуемой теплозащиты толщина стены должна быть более 100 см (для Москвы).
При укладке утеплителя в теле стены первоначально ведут кладку основной части стены на высоту яруса (в 1,52 кирпича). В процессе работ в швы через два ряда кирпичей с шагом 50 см укладывают штыри из нержавеющей стали диаметром 5...8 мм. Выступающий за кладку конец должен на 3...5 см превышать толщину утеплителя. После выполнения кладки на высоту яруса на стержни нанизывают плиточный утеплитель (пенополистирол, роквуп), далее на высоту яруса с учетом выступающих стержней выкладывают внутреннюю часть кладки (0,5.-1 кирпич).
Третья схема предусматривает установку утеплителя с наружной или внутренней сторон кладки. Снаружи, как элемент отделки фасада устанавливают плитный утеплитель, сверху закрепляют отделочную сетку, по ней устраивают защитный слой и окрашивают. Утеплитель может оказаться внутри конструкции стены при оштукатуривании по кирпичу наружной версты кладки или отделке фасада декоративными панелями, витражами, искусственным или естественным камнем. При установке внутри помещения утеплитель облицовывают гипсокартонными панелями по металлическому каркасу или, что реже, оштукатуривают по сетке, далее поверхность грунтуют и окрашивают.

6.2.3. Бутовая и бутобетонная кладка
Естественные каменные материалы подразделяют на камень бутовый и блоки из природного камня.
1. Бутовой называют кладку из природных камней неправильной формы максимальным размером не более 500 мм.
Для кладки применяют рваный камень неправильной формы, постелистый, у которого две примерно параллельные плоскости, и булыжник, имеющий округлую форму.
Блоки из природного камня вырезают или выпиливают.
Первый ряд бутовой кладки выкладывают из постелистых камней - насухо, тщательно заполняют пустоты щебнем, утрамбовывают и заливают жидким раствором. Последующие ряды кладки выполняют одним из двух способов - «под залив» или «под лопатку» (рис. 6.8, а).
Кладка ««од залив» - каждый ряд камней высотой 15...20 см выкладывают насухо в распор со стенками траншеи или опалубки, пустоты заполняют щебнем и заливают жидким раствором подвижности 13...15 см. Раствор не заполняет все отверстия, кладка получается с пустотами, что снижает ее прочность. Камни укладывают без строгой перевязки швов и устройства верстовых рядов; это менее трудоемко и не требует высокой квалификации каменщиков.

Рис. 6.8. Кладка из природных камней неправильной формы:
а - бутовая кладка; б - бутобетонная кладка; 1 - верстовые камни; 2 - раствор; 3 - постелистые камни; 4 - бетонная смесь
Кладку «под лопатку» выполняют горизонтальными рядами из подобранных по высоте камней с перевязкой швов по однорядной системе перевязки. Начинают кладку с укладки наружной и внутренней верст на растворе с высотой ряда до 30 см. В промежутки между верстами набрасывают раствор подвижностью 4...6 см и укладывают камни забутки. Образовавшиеся промежутки между камнями расщебенивают..
2. Бутобетонная кладка отличается тем, что камни утапливают в уложенную бетонную смесь горизонтальными рядами с последующим вибрированием (рис. 6.8, б). Кладку ведут в распор со стенками траншеи или опалубкой. Бетонную смесь укладывают слоями по 20 см, камни утапливают на половину их высоты с зазорами между ними в 4...6 см. Кладку вибрируют или уплотняют трамбовками.

6.3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
Рабочее место каменщика или звена включает участок возводимой стены, пространство, где размещаются рабочие, необходимые материалы, инструмент и приспособления. Рабочее место может находиться на земле, на междуэтажных перекрытиях, на рабочих подмостях и на лесах.

Рис. 6.9. Организация рабочих мест при каменной кладке:
а - глухих стен; б - стен с проемами; в - столба; г - угла; 1 - участок возводимой стены; 2 -подмости; 3 - ящик с раствором; 4 - поддон с кирпичом; 5 - проем в стене; 6 - простенок; 7 - возводимый столб; 8 - местоположение каменщика на подмостях; 9 - ограждение подмостей
Практика подсказала, что общая ширина рабочего места должна быть 2,5„.2,6 м, в том числе (рис. 6.9):
- рабочая зона - шириной 0,6...0,7 м между стеной и материалами;
- зона складирования материалов полоса шириной 1,0...1,6 м для размещения поддонов с кирпичом и ящиков с раствором;
- транспортная зона при подаче материалов краном - 0,60,75 м, может доходить до 1,25 м для передвижения рабочих, занятых доставкой и размещением материалов в пределах рабочей зоны.
Поддоны с кирпичом и ящики для раствора устанавливают длинной стороной перпендикулярно к оси возводимой стены, что сокращает затраты труда при наборе материалов.

6.4. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА КАМЕНЩИКОВ
Выполнение кирпичной кладки обычно организовывают по одному из двух методов - поточно-расчлененному и поточно-кольцевому (конвейерному).
1. Поточно-расчлененный метод характеризуется тем, что захватку разбивают на делянки, закрепленные за звеньями, причем звенья в зависимости от специфики кладки бывают «двойка», «тройка», «четверка» и «пятерка».
Количество делянок и их размеры устанавливают в зависимости от трудоемкости кладки и сменной выработки звена. В расчетах исходят из кладки в течение смены участка стены по всей длине делянки на высоту яруса. Высоту яруса принимают для стен толщиной до 2,5 кирпичей в пределах 1,0... 1,2 м, для стен в 3 кирпича -0,8...0,9 м.
Звено «двойка» осуществляет кладку стен при толщине до 1,5 кирпичей. Звено состоит из ведущего каменщика, выполняющего кладку верстовых рядов, и подсобного, раскладывающего материал на стене и производящего забутку.
Звено «тройка» - при простой кладке стен толщиной в два кирпича. В таком звене ведущий каменщик выкладывает только наружные версты, один подсобник расстилает весь раствор по стене и раскладывает до 50% кирпича, второй осуществляет забутку и также раскладывает на стене до 50% кирпича для основного каменщика.
Звено «четверка» - при кладке в два кирпича при большом количестве проемов, при кладке с облицовкой, при простой кладке в 2,5 и более кирпичей. Кладку стен ведут двумя звеньями «двойка», при этом ведущие каменщики выполняют кладку наружных и внутренних верстовых рядов, все вспомогательные работы выполняют два подсобных рабочих.
Звено «пятерка» - при толщине стен в 2,5 и более кирпичей с малым количеством проемов. Звено разбивается на три самостоятельных потока: наружную версту выкладывает первый каменщик с подсобным, на расстоянии 2...2,5 м за ним на внутренней версте работает второй каменщик со своим подсобным, и, отставая на такое же расстояние, еще один подсобный укладывает забутку.
2. При поточно-кольцевом методе кладку ведут непрерывным потоком, каждое звено последовательно выкладывает один ряд кладки.
Кладку осуществляют звеньями «шестерка» и «девятка», т. е. в зависимости от сложности или толщины кладки три «двойки» или «тройки» последовательно перемещаются по всему периметру здания. Организация их работ такая же, как и была рассмотрена ранее.

6.5. ЛЕСА И ПОДМОСТИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ КАМЕННОЙ КЛАДКЕ
Высота этажей современных зданий может быть различной, но если говорить о жилищном строительстве, она варьируется от 2,7 до 3,6 м и в среднем составляет 3,0 м.
Для удобства производства работ и обеспечения равномерной производительности каменщиков кладку этажа по высоте разбивают на отдельные участки - ярусы.
Ярусом называют часть высоты сооружения или этажа здания, на котором строительный процесс может выполняться непрерывно, без изменения расположения рабочего места по высоте.
- При зданиях с высотой этажа 2,5...2,7 м более эффективной оказывается кладка в два яруса, когда высота каждого яруса до 1,5 м.
- Кладку стен на высоту до 1,2 м осуществляют с земли или настила перекрытия, кладка на большую высоту требует устройства подмостей или установки лесов.
- В зданиях при высоте этажа до 5 м кладку ведут с внутренних подмостей, при большей высоте - с внутренних или наружных лесов.
Требования к подмостям и лесам - легкость, прочность, устойчивость, удобство сборки, разборки и транспортирования.
Подмости - временные устройства, устанавливаемые на перекрытии и позволяющие выполнить кладку в пределах высоты этажа. Наиболее часто применяют следующие конструкции подмостей:
1. Стоечные подмости состоят из выдвижных трубчатых стоек, деревянных прогонов и щитов настила, располагаемого на высотах 1,2; 2,4; 2,7; 3,2 м, можно выполнять кладку до высоты 4,4 м. Основная часть конструкции - неподвижная труба с отверстиями по высоте. В эту трубу сверху вставляют выдвижную трубу, тоже с отверстиями, в верхней части этого выдвижного штока устроена вилка для укладки прогонов. На необходимом уровне стойки закрепляют штырями.
2. Панельные подмости (рис. 6.12) - это пространственная конструкция из металлических ферм высотой 1,0 м. К верхнему поясу на болтах укреплен деревянный настил, а к нижней части шарнирно прикреплены откидные опоры высотой 1,0 м, которые служат для наращивания подмостей.

Рис. 6.12. Подмости для каменной кладки: а - инвентарные блочные подмости; б - шарнирно-панельные подмости
3. Шарнирно-панельные подмости состоят из двух сварных ферм-опор треугольного сечения, к которым прикреплены деревянные брусья и настил.
4. Переносные площадки-подмости состоят из металлической опорной части и настила. Их используют при кладке стен лестничных клеток, стенок лоджий, при работе в стесненных условиях.
Трубчатые леса - временные устройства, предназначенные для возведения кладки на всю высоту здания.
1. Безболтовые трубчатые леса представляют собой каркас, состоящий из двух рядов трубчатых стоек и ригелей с крюками и анкерами для крепления к стенам (рис. 6.13, а, б). По верху ригелей укладывают щитовой настил и ограждают перилами. В каждой стойке с одного конца имеется втулка, в которую при наращивании лесов вставляют нижним концом следующую стойку.

Рис. 6.13. Леса для каменной кладки: а - трубчатые безболтовые; б - безболтовое соединение; в - болтовое соединение; 1 - стойка, 2 - ригель; 3 – крюк приваренный к ригелю; 4 - патрубки, приваренные к стойке ригеля
2. Трубчатые болтовые леса также состоят из стоек и прогонов. Стоики между собой соединяют с помощью втулок, а ригели со стайками - хомутами на болтах (рис. 6.13, а, в).

6.6. ВОЗВЕДЕНИЕ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ

6.6.1. Возведение каменных конструкций в зимних условиях
Отрицательные температуры оказывают сильное влияние на физико-механические процессы, происходящие в свежевыложенной каменной кладке. Твердение раствора в кладке прекращается из-за перехода воды раствора в лед, а реакция гидратации цемента, начавшаяся с укладкой раствора, по мере снижения температуры раствора затухает и приостанавливается. Раствор при замерзании превращается в прочную механическую смесь цемента (извести), песка и льда Вода, переходя в лед, увеличивается в объеме, что приводит к увеличению объема раствора, в результате чего он разрыхляется, нарушаются связи между его частицами, прочность резко снижается. На поверхности камней образуется ледяная пленка, а это дополнительно снижает прочность сцепления раствора с камнем. В итоге при раннем замерзании кладки конечная прочность ее в возрасте 28 дн. оказывается значительно ниже прочности нормально твердевшей кладки.
Для выполнения каменной кладки в зимних условиях используют способ замораживания.
Недостатки способа:
при положительной температуре после оттаивания кладка будет дальше набирать свою прочность, если раствор к моменту замерзания набрал критическую прочность, которая составляет обычно более 20% марочной прочности;
способ замораживания не применим для внецентренно сжатых конструкций со значительным эксцентриситетом и конструкций, подвергаемых вибрации, а также в бутовой кладке, в стенах из бутобетона, в сводах;
используют только цементные и сложные растворы, так как известковые и известково-глиняные не сохраняют способности к твердению после оттаивания;
транспортные средства, в которых доставляют раствор на строительную площадку, обязательно утепляют, к месту работ подают порцию раствора только на 20...30 мин работы и при температуре раствора не ниже +20°С;
обязателен журнал контроля за выполнением кирпичной кладки и за ее размораживанием, так как из-за неодинаковой плотности раствора при оттаивании возможны неравномерные осадки.
На практике применяют следующие способы кладки в зимних условиях.
1. Чистый способ замораживания, при котором кладку осуществляют на подогретых составляющих раствора. Раствор замерзает, не набрав марочной прочности, но, приобретя уже критическую прочность, поэтому при положительной температуре набор прочности будет продолжаться, но марочной прочности кладка обычно не набирает. Для получения марочной прочности используют марку раствора превышающую на 1 или 2 класса проектную.
Сборные элементы монтируют непосредственно после завершения кладки этажа, а плиты перекрытий - с обязательной анкеровкой в швах кладки наружной версты.
2. Замораживание с применением противоморозных добавок. Цементные и смешанные растворы с противоморозными химическими добавками обеспечивают набор прочности при отрицательной температуре не менее 20% проектной, а при благоприятных погодных условиях за зимние месяцы раствор может приобрести до 70...80% марочной прочности. В результате применения растворов с противоморозными добавками прочность каменной кладки в зимних условиях оказывается не меньше, чем прочность аналогичной кладки, выполненной летом.
- Растворы с добавками 3...6% хлористого натрия, кальция, аммония позволяют отодвинуть температуру замерзания раствора до -10°С. Для зданий с постоянным пребыванием людей эти растворы применять не разрешается.
- При морозах до -15°С кладку ведут на растворах с добавкой нитрита натрия. Удобоукладываемость таких растворов сохраняется на морозе в течение 1.5...3 ч.
- При морозах до - 30°С в кладочные растворы вводят поташ и замедлитель схватывания раствора сульфитно-дрожжевую бражку. Процесс схватывания раствора замедляется, но остается достаточно интенсивным и поэтому выработать раствор необходимо в течение 1 ч.
3. Электропрогрев кладки применяют при небольших объемах работ для наиболее загруженных простенков и столбов нижних этажей многоэтажных зданий (рис. 6.14). Кладку, подлежащую электропрогреву, выполняют только на цементном растворе. Осуществляют электропрогрев с помощью металлических прутьев диаметром 5 и 6 мм, которые укладывают в процессе кладки - в ряду через 15 см друг от друга с выпуском за обрез кладки и повторяют через 2...3 ряда кладки. В армированной кладке столбов роль электродов выполняют стальные сетки.
Электропрогрев кладки продолжают до набора раствором прочности не менее 20% марочной прочности, после чего замораживается

Рис. 6.14. Схемы электропрогрева кладки:
а - кирпичной стены, б - кирпичного столба; 1 - электрическая сеть; 2 - пластинчатые электроды; 3 - отпайки, 4 - провода; 5 - стальная сетка
4. Кладку в тепляках, изолированных от наружного воздуха объемах, в которых при помощи подогретого воздуха создается температура выше +10°С, выполняют редко, обычно для отдельных, изолированных участков кладки.

До начала оттаивания кладки весной принимают меры по разгрузке конструктивных элементов кладки или их усиления. Для разгрузки простенков в проемах враспор устанавливают стойки на клиньях, позволяющих регулировать их положение по мере осадки кладки (рис. 6.15, а). Иногда используют металлические стойки с домкратными опорами. Для уменьшения нагрузки от прогонов под их концы подводят стойки, опираемые также на деревянные клинья. Увеличение несущей способности и обеспечение устойчивости столбов обеспечивается установкой стальных обойм или инвентарных хомутов из металлических уголков, стянутых болтами (рис. 6.15, б, в). Участки внутренних свободно стоящих стен, высота которых более чем в 5 раз превышает их толщину, временно закрепляют двухсторонними подкосами (рис. 6.15, г); высокие простенки раскрепляют двухсторонними сжимами (рис. 6.15, д).


Рис. 6.15. Усиление каменной кладки на период оттаивания: а - простенков разгрузочными стойками; б - столбов и простенков стальной обоймой; в - то же, инвентарными хомутами; г - отдельно стоящих стен двусторонними подкосами: д - высоких простенков двусторонними сжимами; 1 - доска; 2 - стойка; 3 - клинья; 4 - деревянная подкладка: 5 - стальной уголок; 6 - стяжной болт; 7 - хомуты со стяжными болтами; 8 - полкосы, 9 - бревна, 10 - проволочные скрутки
6.6.2. Особенности технологии каменной кладки в условиях реконструкции
При реконструкции существующих здании нередко возникает необходимость повышения общей устойчивости и монолитности кладки, увеличение прочностных характеристик элементов кладки, замена отдельных участков ослабленной кладки.
1. Повышение монолитности каменной кладки производят при возникновении в ней трещин. Заделывают их путем нагнетания цементного или полимерного раствора через специально подготовленные отверстия. Цементный раствор нагнетается растворонасосом, полимерный состав инъецируется в кладку из специального баллона ручным шприцем.
Технологическое выполнение процесса при разных методах одинаково. В конструкции кладки сверлят отверстия диаметром 25...35 мм, в которые вставляют стальные трубки длиной 15...20 см, заделываемые в кладку цементным раствором. Имеющиеся на поверхности трещины заделывают (замазывают) цементно-песчаным раствором. Через сутки приступают к инъецированию, которое ведут горизонтальными ярусами снизу вверх.
2. Повышение несущей способности каменной кладки осуществляют усилением ее обоймами, которые значительно снижают поперечное расширение кладки и увеличивают сопротивляемость кладки воздействию продольной силы.
Стальную обойму применяют для усиления прямоугольных простенков и столбов (рис. 6.16). Она состоит из вертикальных стальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента и хомутов из полосовой или круглой стали, приваренных или прикрепленных к уголкам на болтах. Полученное конструктивное решение тщательно зачеканивается жестким цементно-песчаным раствором, часто по металлической сетке.
Железобетонная обойма включает вертикальные арматурные стержни диаметром 6...12 мм с поперечными хомутами диаметром 4...10 мм, расположенными на расстоянии между ними 100...150 мм; обетонирование - по расчету, но обычно в пределах 60...120 мм.
Армированная растворная обойма аналогична железобетонной, но в ней арматурный каркас покрывается слоем цементно-песчаной штукатурки толщиной 30...40 мм.

Р и с. 6.16. Заделка трещин в стенах:
а- простой замок; б - двусторонняя металлическая накладка на прямом участке стены; в - накладки в месте примыкания внутренней стены, г - то же, в углу здания; 1- накладка из полосовой стали, 2 - круглая сталь с винтовой нарезкой, 3 - то же, с нарезкой на двух концах
3. Для местного усиления стен и перегородок применяют прокатные профили. С двух сторон стены устанавливают балки из швеллера или двутавра и они стягиваются болтами. Оштукатуривание цементно-песчаным раствором осуществляют по металлической сетке.
4. Замена элементов каменных конструкций производится, когда нецелесообразно применять другие способы усиления. Замена конструкций требует предварительного устройства их временного крепления на период производства работ, после чего допускается разборка сильно поврежденной кладки и выполнение новой.
VII. ТЕХНОЛОГИЯ КАМЕННОЙ КЛАДКИ

7.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
7.1.1. Актуальность
Широкое применение бетона и железобетона в современном строительстве обусловлено:
- их высокими физико-механическими показателями;
- долговечностью;
- хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям;
- возможностью получения заданных конструкций сравнительно простыми технологическими методами;
- использованием в основном (кроме стали) местных материалов;
- сравнительно невысокой стоимостью.
7.1.2. Классификация бетонных и железобетонных конструкций
По способу выполнения бетонные и железобетонные конструкции подразделяют на:
- монолитные,
- сборные,
- сборно-монолитные.
7.1.3. Область применения
Возведение:
- массивных фундаментов,
- подземных частей зданий и сооружений,
- массивных стен,
- различных пространственных конструкций,
- стенок и ядер жесткости,
- зданий повышенной этажности,
- все виды инженерных сооружении,
- мосты, плотины, резервуары, силосы, трубы, градирни и др.
7.1.4. Состав бетонных и железобетонных работ
По составу работ, выполняемых при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, их подразделяют на:
- опалубочные, включающие изготовление и установку опалубки, распалубливание и ремонт опалубки;
- арматурные, которые состоят в изготовлении и установке арматуры, при напрягаемой арматуре дополнительно в ее натяжении: арматурные работы являются составной частью при изготовлении монолитных железобетонных конструкций и отсутствуют в бетонных конструкциях;
- бетонные, включающие приготовление, транспортирование и укладку бетонной смеси, уход за бетоном в процессе его твердения.
Комплексный технологический процесс по возведению монолитных бетонных и железобетонных конструкций состоит из заготовительных и монтажно-укладочных (основных) процессов, связанных между собой транспортными операциями.
- заготовительные процессы по изготовлению элементов опалубки и опалубочных форм, арматуры и приготовлению бетонной;
- транспортные процессы по доставке опалубки, арматуры и бетонной смеси к месту производства работ;
- основные процессы (построечные) по установке опалубки и арматуры в проектное положение, укладке и уплотнению бетонной смеси, уходу за бетоном в процессе его твердения, натяжению арматуры, распалубке (демонтаже) конструкций опалубки.

Рис. 7.1. Структурная схема комплексного процесса возведения монолитных железобетонных конструкций:

7.2. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ОПАЛУБКИ
Опалубка временная вспомогательная конструкция, образующая форму изделия. Опалубка служит для придания требуемых формы, геометрических размеров и положения в пространстве возводимой конструкции путем укладки бетонной смеси в ограниченный опалубкой объемный элемент.
Опалубка состоит из:
- опалубочных щитов (форм), обеспечивающих форму, размеры и качество поверхности конструкции;
- крепежных устройств, необходимых для фиксации проектного и неизменяемого положения опалубочных щитов друг относительно друга в процессе производства работ;
- лесов (опорных и поддерживающих устройств), обеспечивающих проектное положение опалубочных щитов в пространстве.
7.2.1. Составные части опалубки и опалубочных систем
Отдельные элементы опалубочной системы следующие:
опалубка форма для изготовления монолитной бетонной конструкции;
щит формообразующий элемент опалубки, состоящий из каркаса и палубы;
каркас щита несущая конструкция щита опалубки, выполненная из металлического или деревянного профиля;
палуба щита поверхность, непосредственно соприкасающаяся с бетоном;
опалубочная панель крупноразмерный элемент опалубки с плоской или криволинейной поверхностью, собираемый из нескольких щитов, соединенных между собой с помощью специальных узлов и креплений и предназначенный для создания необходимой поверхности в заданных размерах;
блок опалубки пространственный, замкнутый или незамкнутый элемент опалубки из нескольких щитов, предназначенный для опалубли-вания угловых участков бетонируемой конструкции, изготовленный целиком и состоящий из плоских и угловых панелей или щитов;
опалубочная система понятие, включающее опалубку и элементы, обеспечивающие ее жесткость и устойчивость, крепежные элементы, леса, поддерживающие подмости;
элементы крепления замки, применяемые для соединения и надежного крепления между собой примыкающих щитов опалубки; стяжки, соединяющие в опалубке противостоящие щиты и другие приспособления, объединяющие элементы опалубки в единую неизменяемую конструкцию;
поддерживающие элементы подкосы, стойки, рамы, распорки, опоры, леса, балки перекрытий и другие поддерживающие устройства, применяемые при установке и закреплении опалубки стен и перекрытий, фиксирующие опалубку в проектном положении и воспринимающие нагрузки при бетонировании.
Вспомогательные элементы опалубочных систем:
навесные подмости специальные подмости, навешиваемые на стены со стороны фасадов с помощью кронштейнов, закрепленных в отверстиях, оставленных при бетонировании стен;
выкатные подмости предназначены для выкатывания по ним туннельной опалубки или опалубки перекрытий при их демонтаже;
проемообразователи специальная опалубка, предназначенная для формирования в монолитных конструкциях оконных, дверных и других проемов;
цоколь нижняя часть монолитной стены высотой 10...20 см, которую бетонируют одновременно с монолитным перекрытием. Назначение цоколя в обеспечении проектной толщины стены и фиксации опалубки относительно разбивочных (координационных) осей.
7.2.2. Требования к опалубке
Опалубка должна отвечать следующим требованиям:
гарантия необходимой точности размеров;
прочность, устойчивость и неизменяемость формы под действием нагрузок;
плотность и герметичность палубы опалубочного щита;
высокое качество поверхностей;
технологичность способность допускать быструю установку и разборку;
оборачиваемость многократное использование опалубки, что обычно достигается за счет изготовления ее инвентарной, унифицированной и разборной;
экономичность по используемому материалу.
7.2.3. Материалы для изготовлений опалубок
Для изготовления элементов опалубки используют самые разнообразные материалы.
Поддерживающие элементы опалубки выполняют главным образом из стали и алюминиевых сплавов, что позволяет достичь их высокой оборачиваемости.
Для палубы используют древесину хвойных пород (сосна, ель, лиственница), лиственных пород (береза и ольха), водостойкую фанеру, сталь, пластики, металлическую сетку, железобетонные и армоцементные плиты, древесно-стружечные (ДСП) и древесно-волокнистые (ДВП) плиты, полипропилен с наполнителями.

7.3. ОПАЛУБОЧНЫЕ СИСТЕМЫ, ВИДЫ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ.
В основном применяется разборно-переставная опалубка из мелких и крупных деревянных, металлических и комбинированных рамных щитов.
Мелкощитовая опалубка площадью до 3 м2 может устанавливаться вручную.
Крупнощитовая опалубка размером 3...20 м2 применяется при бетонировании монолитных конструкций с большой площадью опалубливания. Установка и снятие такой опалубки осуществляются с помощью кранов.
СХЕМЫ РАЗЛИЧНЫХ ОПАЛУБОК (РИС. 7.2)

Рис. 7.2. Схемы различных опалубок, применяемых в строительстве: а - подвесная; б - катучая; в - пневматическая; г - скользящая; д - подъемно-переставная; е - блочная; ж - объемно-переставная; з - армоопалубка; и - несъемная; / - опалубка; 2 - бетон; 3 - металлический профиль; 4 - металлический стержень; 5 - домкратная рама; 6 - тележка; 7 - воздух; 8 - лебедка; 9 - металлическое опорное кольцо; 10 - складная рама; 11 - сопло; 12 - растяжка
Подвесная опалубка применяется для конструкций, армированных жесткими профилями или несущими каркасами.
Катучая (передвижная) опалубка используется для линейно-протяженных конструкций (своды, оболочки, туннели и т.д.). Такая опалубка возводится поэтапно: передвижение, подъем опалубки, опускание после бетонирования.
Для тонких и сложных по форме конструкций применяют пневматическую опалубку, выполняя операции: перемещение, накачивание, выпуск воздуха после бетонирования.
Высокие сооружения со стенками постоянного сечения требуют применения скользящей опалубки, которая постоянно поднимается, опираясь на арматурные стержни.
Для высоких сооружений со стенками переменного сечения используют подъемно-переставную опалубку, выполняя процесс в таком порядке: бетонирование яруса, подъем опалубки с уменьшением количества наружных щитов и т.д.
Блочная опалубка обычно применяется в виде стального неразъемного блока при устройстве массивных конструкций.
В монолитном домостроении применяют объемно-переставные П- и Г-образные опалубки (горизонтально и вертикально перемещаемые).
Армоопалубка применяется в виде мелкоячеистых сеток при бетонировании оболочек и других тонкостенных конструкций. Сетки в дальнейшем выполняют роль арматуры на них под давлением наносится раствор или бетонная смесь.
Конструкции, в которых бетонный массив образовывают опалубкой, возводят с применением несъемной опалубки.
Из опалубок, показанных на рис. 7.2, чаще других применяются объемно-переставная горизонтально перемещаемая (тоннельная), скользящая и блочная вертикально перемещаемая опалубки.

А. РАЗБОРНО-ПЕРЕСТАВНАЯ ОПАЛУБКА.
Опалубку собирают из готовых щитов, стоек, кружал, крепежных элементов.
Мелкощитовая опалубка (площадью до 3 м2) может собираться вручную, крупнощитовая (площадью более 3 м2) обычно устанавливается с помощью крана.
Первоначально опалубка устанавливается и закрепляется в рабочем положении, а после бетонирования и набора бетоном прочности, допускающей распалубливание, крепежные, поддерживающие устройства и щиты снимаются и переставляются на новые позиции.
1) Фундаменты
При устройстве фундаментов на грунте предварительно очищают места установки опалубки и устраняют неровности, закрепляют разбивочные оси, отмечают положение вертикальных отметок.
Ленточные фундаменты:
- высотой до 0,2 м, а также нижние уступы фундаментов можно бетонировать в опалубке из ординарных досок, толщиной 40. .50 мм, укрепленных забитыми в землю через 0,75... 1,25 м кольями и распертыми распорками (рис. 7.3, а).
- высотой 0,2...0,75 м может выполняться из дощатых щитов, скрепленных поверху соединительными планками, по центру проволочными скрутками, а по низу забитыми в грунт кольями или планками с подкосами. В местах расположения скруток устанавливаются распорки, препятствующее перемещению щитов для укладки бетонной смеси (рис. 94, б).
- высотой более 0,75 м в качестве опалубки рекомендуется использовать мелкие стеновые щиты с несущими конструкциями решетчатого типа и палубой (частью опалубки, непосредственно соприкасающейся с бетоном) из водостойкий фанеры толщиной 15 мм, соединяемые друг с другом с помощью стяжных стержней, распорных планок и штифтовых или других замков (рис. 7.3, в).

Рис. 7.3. Опалубка фундаментов: а дощатая в одну доску; б - дощатая из щитов; в- из рамных стеновых щитов; г - стальная унифицированная для ступенчатых фундаментов; д, е - монтаж блок-форм ступенчатого фундамента и подколонника; 1 - кол; 2- опалубка;
3 - распорка; 4 - стяжное устройство; 5 - верхняя стяжная планка; 6 - подкос; 7 - арматурный блок; 8, 9 - блоки опалубки и подколонника
Фундаменты стаканного типа.
- опалубку небольших ступенчатых фундаментов столбчатого типа можно устраивать из прямоугольных коробов, собираемых поярусно из пар щитов разных размеров закладных и накрывных.
- опалубку крупных столбчатых ступенчатых фундаментов также можно собирать на месте из щитовой инвентарной опалубки или использовать цельнометаллические блок-формы жесткой конструкции (рис. 7.3, д, е).
2) Колонны

Рис. 7.4. Опалубка колонн: а деревянная; б стальная; в пластмассовая; г фанерная; 1,2 щиты накрывные и закрывные; 3 хомут; 4 рама; 5 торцовое резьбовое соединение; 6 затяжка
Опалубка прямоугольных колонн устраивается в виде коробов, состоящих из дощатых, стальных или комбинированных щитов.
- из дощатых щитов (рис. 7.4, а) двух типоразмеров (закладные и накрывные) через 0,4...0,7 м по высоте колонны охватываются деревянными или стальными хомутами и закрепляются болтами или клиньями через одинарный или двойной ряд отверстий.
- из стальных щитов (рис. 7.4, б) их соединяют по торцам с помощью монтажных уголков, болтов и гаек..
- комбинированные щиты алюминиевой или стальной опалубки с пластмассовой или фанерной палубой устанавливают с последующим соединением их затяжками (рис. 7.4, в и) резьбовыми или штифтовыми замками (рис. 7.4, г).
3) Балки
Опалубку балок и прогонов устраивают в виде коробов из деревянных щитов. Короб поддерживается снизу стойками, устанавливаемыми через 1,5... 2,0 м.
Различают две конструкции коробов:
- в первом случае для противостояния силам смещения от бокового давления бетонной смеси боковые щиты внизу удерживаются с помощью прибиваемых к оголовникам стоек прижимных досок, а вверху поперечными деревянными или металлическими стяжками (рис. 7.5, а).
- во втором случае на оголовники стоек устанавливают металлические струбцины, которые закрепляются в зависимости от ширины и высоты бетонируемой балки или прогона и воспринимают боковое давление бетонной смеси по всей высоте балки (рис. 7.5, б).

Рис. 7.5. Опалубка: а, б балок; в, г ребристых перекрытий; / оголовники стоек; 2 прижимная доска; 3 стяжка; 4 винтовой упор; 5 несущие элементы опалубки (кружала); 6 подкружальная доска; 7 подставка; 8 конструкция крепления боковых стенок
4) Стены
Опалубку стен собирают из крупноразмерных деревянных или комбинированных щитов и фиксировать распорками, схватками и подкосами.


Рис. 7.6. Опалубка стен из крупноразмерных щитов:
а внутренних (конструкция фирмы NOE); б наружних (конструкция фирмы PERI)
При устройстве щитовой опалубки стен вначале устанавливают щиты с одной стороны, монтируют арматуру, а затем устанавливают опалубку с другой стороны и укрепляют щиты стяжками, болтами и подкосами. При установке опалубки наружных стен первоначально устанавливают внутреннюю опалубочную панель, выверяют и фиксируют в проектном положении с помощью подкосов и распорок, а затем уже без выверки устанавливают наружную панель с подмостями (рис. 7.6, б).
5) Перекрытия
Ребристые перекрытия
Опалубку ребристых перекрытий из деревянных щитов (рис. 7.5, в) сооружают в виде сплошной палубы, укладываемой на поперечины (кружала) из досок на ребро. Кружала опирают на подкружальные доски, прибиваемые к сшивным планкам боковых щитов.
Плоские перекрытия
Опалубка плоских перекрытий состоит из сплошной палубы с прогонами. В качестве поддерживающих устройств могут использоваться деревянные или металлические раздвижные стойки.
Установка опалубки плоского перекрытия может осуществляться вручную или краном.
В первом случае (рис. 7.7, а, б) процесс протекает по такой технологической схеме:
- устанавливаются телескопические металлические стойки;
- укладываются сплошные или раздвижные ригели опалубки;
- поверху или на нижние полки ригелей укладываются щиты опалубки.
Опалубка перекрытия, устанавливаемая с помощь крана, предварительно укрупняется в блоки типа «Стол» требуемых размеров (на ячейку). С помощью такой опалубки можно бетонировать как плоские, так и ребристые перекрытия (рис. 7.7, в).
После выдерживания бетона перекрытия до требуемой прочности опалубка опускается за счет снижения высоты опор и переставляется на другое место (рис. 7.7, г).

Рис. 7.7. Установка опалубки перекрытий из комбинированных щитов: а, б вручную; в, г краном; / стойка; 2 ригель; 3 палуба; 4 штифтовый замок; 5 тележка

Б. ОБЪЕМНО-ПЕРЕСТАВНАЯ ОПАЛУБКА.
Устанавливается и снимается с помощью крана.
Она бывает двух видов:
- горизонтально-извлекаемая (тоннельная);
- вертикально-извлекаемая (блочная).
Применение опалубки первого вида позволяет одновременно бетонировать стены и перекрытия. При использовании вертикально-извлекаемой опалубки можно бетонировать только стены и лишь после ее извлечения устраивать перекрытия (сборные, монолитные или сборно-монолитные).
Горизонтально-извлекаемая опалубка (рис. 7.8, а, б) собирается из П- или Г-образных секций и устанавливается в виде короба вдоль поперечных осей здания на всю его ширину. В промежутки между соседними секциями устанавливается арматура и укладывается бетонная смесь, после уплотнения которой бетонируется перекрытие.

Рис. 7.8. Схемы установки объемно-переставной опалубки: а, 6 общий вид и отдельная секция горизонтально-извлекаемой опалубки;
в вертикально-извлекаемая опалубка; IV последовательность установки секций; / щит торцовой стены; 2 переставная секция; 3 выпуски арматуры; 4 Г-образные щиты; 5 центральная вставка; 6 регулируемые подкосы; ',7 домкраты
Процесс установки опалубки состоит из таких основных рабочих операций:
- разбивка осей поперечных стен, разметка мест установки секций;
- сборка П-образных секций;
- установка краном собранных секций в последовательности, показанной на рис. 7.8, а (/... V).
После достижения бетоном распалубочной прочности опалубка может складываться и вывозиться из тоннеля на соседние позиции или на специальные подмости, откуда краном переставляют на следующие участки (см. рис. 7.7, г).
Вертикально-извлекаемая опалубка (рис. 7.8, в) используется в тех случаях, когда стены здания возводятся в монолитном, а перекрытия в сборном или сборно-монолитном варианте.
Опалубка устанавливается и демонтируется краном. Она представляет собой замкнутые блоки размером на ячейку. При установке опалубки опалубочные щиты выдвигаются в рабочее положение, а при извлечении сближаются к центру ячейки и отрываются от бетона.
В. КАТУЧАЯ ОПАЛУБКА.
Катучая опалубка относится к виду горизонтально-перемещаемых. Ее в основном применяют при бетонировании линейно-протяженных сооружений постоянного сечения (коллекторы, тоннели и т.п.).
Процесс бетонирования развивается по такой схеме:
- установка щитов,
- укладка бетонной смеси,
-отрыв опалубки и ее перемещение на новую позицию.
В простейшей конструкции катучей опалубки проходного канала прямоугольного сечения секция внутренней опалубки состоит из стальных П-образных рам, обшитых палубой из досок. Рамы смонтированы на тележке, перемещающейся по рельсовому пути.
Секция наружной опалубки состоит из П-образных рам с подкосами и разъемными ригелями.
Г. ВЕРТИКАЛЬНО-СКОЛЬЗЯЩАЯ ОПАЛУБКА.
Применяется при строительстве высотных зданий и таких инженерных сооружений, как силосные башни, зерновые элеваторы, дымовые трубы, надшахтные копры и другие сооружения значительной высоты.

Рис. 7.9. Схемы горизонтального перемещения опалубки с помощью: а портала; б механизированного агрегата;
1 направляющая стойка; 2 настил с ограждением; 3 бункер с вибратором; 4 щит опалубки; 5 тележка; 6 скользящий штамп; 7, 8 стрела на разных уровнях бетонирования; 9 опора
Отличительной особенностью опалубки является то, что она беспрепятственно скользит вверх по поверхности твердеющего бетона за счет домкратов, опирающихся на домкратные стержни (рис. 7.10).
Технологией бетонирования в скользящей опалубке предусматривается равномерный и плавный ее подъем одновременно по всему фронту сооружения с такой скоростью, чтобы при выходе из опалубки бетон сохранял приданную ему форму и не деформировался во время дальнейшего твердения вне опалубки.
Скорость подъема опалубки может достигать 3...4 м/сут.
Наружные подмости для затирки дефектов стен подвешивают после начала движения опалубки.

Рис. 7.10. Конструкция вертикально-скользящей опалубки: а - общий вид; б - домкратная рама; в - контакт опалубки со стеной;
1 -домкрат; 2 - домкратные стержни; 3 - домкратная рама; 4 - рабочий настил; 5 - кружала; 6 - подмости для затирки поверхности стены;
7 - опалубка; 8 -козырек
Д. ПОДЪЕМНО-ПЕРЕСТАВНАЯ ОПАЛУБКА.
Такая опалубка (рис. 7.11) применяется при поярусном бетонировании высотных сооружений, чаще всего переменного сечения стенки по высоте (трубы, градирни, силосы, радио- и телебашни и другие сооружения большой высоты).
Опалубка представляет собой две оболочки (внешняя и внутренняя), собранных из металлических щитов, чаще трапециевидной формы, переставляемых по ярусам (с уменьшением их количества при уменьшении сечения сооружения по высоте) (рис. 7.11, б).

Рис. 7.11. Схема бетонирования трубы в подъемно-переставной опалубке: а общий вид; б болтовое сопряжение наружных щитов;
в обеспечение жесткости за счет закладки стержней; г сопряжение щитов по высоте; 1 приемно-раздаточный бункер для бетонной смеси; 2 ковш грузовой клети; 3 подъемная головка; 4 тепляк; 5 рабочая площадка с несущими кольцами; 6 панель наружной опалубки; 7 панель внутренней опалубки; 8, 9 подвесные леса; 10 «юбка» тепляка; 11 шахтоподъемник
Е. НЕСЪЕМНАЯ ОПАЛУБКА .
Эта опалубка после укладки и затвердевания бетонной смеси остается в теле забетонированной конструкции и выполняет функции облицовочного, декоративного и изоляционного слоев, иногда совмещая все эти функции. В качестве несъемной опалубки используются железобетонные, армоцементные или фиброцементные плиты, стальные листы или тканые металлические сетки. Для таких инженерных сооружений, как опоры мостов, может использоваться опалубка из естественного камня (рис. 7.12).
Для лучшего сцепления с массивом плитам придается шероховатость поверхности, выпускается арматура в виде фермочек или петель, связываемых с рабочей арматурой бетонного массива.

Рис. 7.12. Несъемная опалубка: а общий вид массива с опалубкой-облицовкой; б железобетонная плита плоская;
в железобетонная плита ребристая; г плоская армоцементная плита; д армопакет; 1 плита; 2 бетон массива;
3 армокаркас; 4 анкерующие петли; 5 шероховатая поверхность; 6 отверстия; 7 ребро плиты; 8 тканая сетка;
9 сварная сетка; 10 прижимные прутки

7.4. Армирование конструкций
7.4.1. Виды арматуры и арматурных изделий.
Арматурой называются стержни, профили, проволока и изделия из них, предназначенные для восприятия в железобетонных конструкциях растягивающих и знакопеременных усилий.
Арматура, применяемая для изготовления железобетонных изделий (рис. 7.13), подразделяется:
по материалу на стальную и неметаллическую;
по способу изготовления на стержневую, канатную и проволочную;
по профилю на круглую гладкую и периодического профиля;
по принципу работы на ненапрягаемую и напрягаемую;
по назначению на рабочую, распределительную и монтажную;
по способу установки на сварную и вязанную в виде отдельных стержней, сеток и каркасов.
Особую группу составляет так называемая «жесткая» арматура в виде тавров и других стальных профилей. Напряжение арматуры производится механическим и электромеханическим способом обычно на заводах на упоры, на площадке на бетон.
Процесс напряжения арматуры технически сложен, поэтому при монолитном бетонировании в основном применяется ненапрягаемая арматура.

Рис. 7.13. Виды арматуры: а круглая горячекатаная сталь СтЗ; б горячекатаная сталь периодического профиля Ст5; в горячекатаная сталь марок 25Г2С, 35ГС и 30ХГ2С; г холодносплющенная сталь; д плоский сварной каркас; е пространственный каркас, собранный из двух плоских; ж сварная плоская сетка; з рулонная сетка
Наряду со стальной арматурой для армирования бетона в ряде случае можно применять стеклопластиковую арматуру, рубленое стеклянное или асбестовое волокно.
7.4.2.Изготовление и установка ненапрягаемой арматуры.
Арматурные изделия следует изготовлять на крупных заводах, поскольку при изготовлении арматуры в мелких цехах и на приобъектных полигонах в 3-5 раз возрастают затраты ручного труда, увеличиваются потери материала и стоимость продукции.
В условиях строительной площадки выполняются: приемка арматурных изделий, сортировка, складирование; подготовка к монтажу, при необходимости укрупнение и объединение в арматурно-опалубочные блоки; установка, выверка арматуры и окончательное соединение стыков; приемка работ с составлением акта скрытых работ.
При приемке арматурных изделий контролируют наличие бирок, следов коррозии, деформаций, соответствие размерам. Монтаж арматуры по возможности следует осуществлять укрупненными элементами с использованием кранов. Установка вручную допускается лишь при массе арматурных элементов до 20 кг.
Каркасы устанавливают при одной или двух открытых сторонах опалубки. Для предохранения каркасов от смещения их временно закрепляют. Крепления снимают по мере укладки бетонной смеси.
При армировании конструкций сетками и каркасами соединение стержней может осуществляться с помощью сварки, вязки и без сварки нахлесткой (перепуском).
При монтаже арматуры необходимо обеспечивать защитный слой бетона, т. е. расстояние между внешними поверхностями арматуры и бетона. Обеспечить проектные размеры защитного слоя бетона можно с помощью бетонных или металлических фиксаторов, которые привязывают к арматурным стержням. Особо высокими технологическими свойствами характеризуются надеваемые на арматуру пластмассовые кольца-фиксаторы.
7.4.3. Армирование предварительно напряженных железобетонных конструкций.
А) По времени натяжения арматуры различают конструкции, в которых:
- напряжение производится на упоры форм или стендов до бетонирования изделия. Такие конструкции изготовляются на заводах (рис. 7.14, а, б);
- арматура напрягается во время твердения бетона;
- напряжение осуществляется на отвердевший бетон. Такие конструкции изготовляют на строительной площадке.

Рис. 7.14. Схемы механического натяжения арматуры: а на упоры формы; б на упоры стенда; в на бетон при использовании клинового анкера; г на бетон при использовании гильзового анкера; 1 зажим; 2 упоры; 3 изделие; 4 напрягаемая арматура; 5 захват с тягой; 6 распределительная диафрагма; 7 направляющая диафрагма; 8 домкрат; 9 анкер; 10 длина изделия
Б) Способ натяжения арматуры определяет технологию армирования. Применяют четыре способа натяжения: механический, электротермический, электротермомеханический и химический.
Механическое натяжение арматуры осуществляется натяжными машинами и гидродомкратами, а также различными винтовыми и рычажными устройствами.
Электротермическое натяжение арматуры основано на использовании линейного расширения арматуры при ее нагревании электрическим током. Концы удлиняющейся арматуры закрепляют в захватах или анкерами, препятствующими сжатию арматуры при охлаждении, поэтому в ней возникают растягивающие напряжения.
Электротермомеханическое натяжение арматуры (рис. 7.15) применяется при непрерывном армировании намоточными машинами. Сущность этого способа заключается в том, что проволока, натягиваемая грузом или тормозным устройством на 30...50 % заданного напряжения, одновременно в процессе намотки нагревается электрическим током. Проволока, намотанная в горячем состоянии, при остывании напрягается до заданного значения.
Химическое натяжение арматуры осуществляется при использовании расширяющегося цемента. При расширении бетона в процессе твердения происходит удлинение связанной с ним арматуры.
В) Передача предварительного напряжения арматуры на бетон (обжатие бетона) может осуществляться тремя способами. I
Основой первого способа является наличие достаточных поверхностных сил трения и сцепления бетона с арматурой. Сцепление и трение между бетоном и арматурой повышается путей дополнительной обработки арматуры: образованием вмятин на поверхности, свивкой прядей из двух-трех проволок, либо применением арматуры периодического профиля.

Рис. 7.15. Схема непрерывного натяжения арматуры:
1 бухта; 2 тормозное устройство; 3 натяжная система; 4 токосъемник; 5 упорные штыри; 6 поворотный стол; 7 поддон-форма
Второй способ передачи предварительного напряжения арматуры на бетон предусматривает сцепление бетона с арматурой, а также наличие дополнительных анкерных устройств на концах арматурных стержней, пучков, прядей или канатов.
Третий способ заключается в передаче усилий натяжения арматуры на бетон только через анкерные устройства, без учета сцепления бетона с арматурой.
7.5. Приготовление и доставка бетонных смесей
7.5.1. Бетонные смеси.
Бетонная смесь состоит из вяжущего (обычно цемент), мелкого (песок) и крупного (щебень) заполнителей, воды и добавок, улучшающих свойства бетона.
Состав бетонной смеси может быть выражен двумя способами:
1 - в виде соотношения по массе между количествами цемента (Ц), песка (П) и щебня (Щ). Например: 1 : 2:4 (Ц: П : Щ) при водоце-ментном отношении В/Ц =0,6;
2 - в виде расхода материалов на 1 м3 уложенной бетонной смеси. Например: Ц = 300 кг, П = 600 кг, Щ = 1 200 кг, В = 180 кг.
Прочность бетона характеризуется его классом (В).
Цемент поступает на стройку в мешках или россыпью.
Крупный и мелкий инертные заполнители перед применением следует рассортировывать по фракциям. Распространенные фракции: щебня 5... 10, 10...20, 20...40, 40...70 мм; песка и гравия 0,15...0,63, 0,63... 1,25, 1,25...2,5, 2,5...5 мм. Для бетонных смесей рекомендуется применять горный мытый крупный песок.
В качестве крупного заполнителя для обычного бетона применяют щебень, для легких бетонов шлаки, туф, вспученный перлит и другие пористые заполнители.
Специальные добавки, улучшающие свойства бетона, подразделяются на две группы. К первой группе относятся смеси: пластифицирующие, увеличивающие подвижность; стабилизирующие, предупреждающие расслоение; регулирующие схватывание; воздухововлекающие и пенообразующие; гидрофобизирующие и антикоррозийные; противоморозные и др. Они добавляются в количестве 0,1...2% от массы цемента.
Ко второй группе относятся добавки, вводимые в количестве 5...20% для экономии цемента: золы, шлаки и специальные добавки, повышающие плотность, жаростойкость и т.д.
7.5.2. Приготовление бетонных смесей.
Приготовление бетонных смесей осуществляется на бетонных заводах и бетонно-растворных узлах (БРУ), инвентарных построечных и мобильных передвижных установках.
Бетонную смесь приготовляют по законченной или расчлененной технологии.
- при законченной технологии получают готовую бетонную смесь,
- при расчлененной отдозированные составляющие, т. е. неперемешанную сухую смесь.
Бетонные цеха при заводах ЖБИ обычно выпускают технологическую (для нужд завода) и товарную (для строительных организаций) бетонную смесь. Допускаемые расстояния перевозок смесей зависят от свойств вяжущего и дорожных условий. Они называются радиусом действия завода, составляют в среднем 25... 30 км.
При возведении объектов из монолитного бетона большее распространение получает практика приготовления бетонной смеси непосредственно на строительной площадке, в зоне действия монтажного крана. Популярностью пользуются инвентарные БРУ. Такие узлы (рис. 7.16, а) включают в себя: емкость для цемента, бункер, бетоносмеситель, дозаторы, автоматизированную систему загрузки и приготовления бетонной смеси.
В связи с расширением перевозки бетонной смеси передвижными автобетоносмесителями представляют интерес облегченные станции заполнения смесителей отдозированными сухими компонентами бетонной смеси (рис. 7.16, б, в).

Рис. 7.16. Инвентарные построечные бетонорастворные узлы с приготовлением смеси: а по законченной технологии; б, в по расчлененной технологии; 1 скреперный ковш; 2 бункерный блок; 3 дозаторы; 4 расходный бункер сухой смеси; 5 автобетоносмеситель; б бетоносмеситель; 7 одноковшовый погрузчик
При небольшой потребности в бетоне вместо инвентарных БРУ могут применяться передвижные бетоносмесители гравитационного действия производительностью до 20 м3/ч как с электрическим, так и с дизельным приводом (рис. 7.17).

Рис. 7.17. Передвижные бетоносмесители гравитационного действия: а прицепной; б самоходный
С объекта на объект такие установки могут перевозиться как прицепы или перемещаться собственным ходом.
7.5.3. Доставка бетонной смеси автотранспортом.
Доставка бетонной смеси включает следующие процессы:
- прием из бетоносмесительной установки,
- транспортирование к объекту бетонирования,
- подача к месту укладки.
Всю транспортную схему можно разделить на две части:
- горизонтальную доставку смеси от БРУ. В качестве транспортных средств используют автосамосвалы, автобетоновозы, автобетоносмесители, а также бортовые автомашины, в кузов которых устанавливают бункеры.
- вертикальную - к месту ее укладки. В качестве транспортных средств используют краны и бетононасосы.
Наилучшим способом транспортирования смеси следует считать использование автобетоносмесителей (рис. 7.18) с вместимостью барабана 3... 12 м3.
Автобетоносмеситель способен загружаться как готовыми бетонными смесями с побуждением их в пути, так и сухими отдозиро-ванными смесями. При загрузке сухих компонентов за 10... 15 мин до прибытия транспорта на место в барабан подается вода и включается механизм перемешивания. На месте смесь в результате вращения барабана в обратную сторону выгружается с помощью разгрузочных устройств..

Рис. 7.18. Транспортирование бетонной смеси автомашинами: а разгрузка автобетоносмесителя; 1 бак для воды; 2 барабан; 3 лопасти; 4, 5 разгрузочные устройства; 6, 7 приводы смесительного барабана;
7.5.4. Доставка смеси трубопроводным транспортом.
Этот транспорт является современным универсальным средством, способным перекачивать бетонную смесь в вертикальном и горизонтальном направлениях от места ее разгрузки на объекте (или приобъектной БРУ) к месту укладки.
Техническими составляющими трубопроводного транспорта являются машины для перекачивания бетонной смеси (бетонососы (рис. 7.19, а), пневмонагнетатели), транспортные коммуникации (бетоноводы) и оборудование для распределения смеси.


Рис. 7.19. Бетонирование с помощью: а распределительной стрелы; б автобетононасоса; 1 база; 2 поворотное устройство; 3 секционная стрела; 4 концевой рукав; 5 бетоновод; 6 бетононасос; 7 стрела автобетононасоса; 8 приемное устройство
Автобетононасосы представляют собой сочетание бетононасоса с бетоноводом и распределительной стрелой (рис. 7.19, б).
Пневмонагнетатели применяются для транспортирования смеси с помощью сжатого воздуха.
7.5.5. Схемы подъема и выгрузки бетонной смеси.
Доставленную на объект бетонную смесь проще всего сразу без перегрузки разгружать непосредственно в конструкцию (рис. 7.20), для этого необходимо чтобы конструкция располагалась на уровне или ниже уровня земли. Для подъема транспорта выше конструкции сооружают транспортные эстакады.

Рис. 7.20. Укладка бетонной смеси непосредственно в конструкцию: а при бетонировании полов; б при бетонировании подбуток; в при бетонировании буронабивных свай; г при бетонировании массивных конструкций; 1 автосамосвал; 2 поверхностный вибратор; 3 автобетоновоз; 4 опалубка; 5 отбойный брус; 6 автобетоносмеситель; 7 лоток; 8 воронка; 9 бетонолитная труба; 10 хобот
Допустимая высота свободного сбрасывания бетонной смеси в опалубку составляет:
- неармированных конструкций - 6 м,
- колонн - 5 м,
- стен и слабоармированных конструкций - 4,5 м,
- густоармированных конструкций - 3 м,
- перекрытий - 1 м.
При превышении этих расстояний спуск смеси должен осуществляться по желобам и виброжелобам, лоткам и хоботам, обеспечивающим медленное стекание смеси без расслоения.
Хобот (рис. 7.20, г) представляет собой трубопровод, составленный из конусообразных подвешенных друг к другу звеньев длиной 600... 1 000 мм..
При укладке бетонной смеси в котлованах могут быть задействованы лотки, вибролотки, вибропитатели, или ленточные транспортеры (рис. 7.21).

Рис. 7.21. Укладка бетонной смеси в подземной части здания с помощью: а вибролотка; б ленточного транспортера на передвижном бетоносмесителе; 1 автобетоновоз; 2 вибропитатель; 3 вибролоток; 4 автобетоносмеситель; 5 транспортер
Существующие на сегодняшний день схемы подъема бетонной смеси к месту укладки, применяющиеся при возведении монолитных конструкций выше уровня земли, приведены на рис. 7.22.

Рис. 7.22. Технологические схемы подачи и укладки бетонной смеси: а «кран-бадья»; б «подъемник-контейнер»; в транспортер; г автобетононасос; д бетононасос; е распределительная стрела; ж автобетононасос; з пневмонагнетательная установка; и бетон-шприц-машина
Схема подъема песчано-каменной смеси бетон-шприц-машиной (рис. 7.22, и) применяется когда требуется получение бетонных поверхностей с повышенными прочностными свойствами.
7.6. Укладка и уплотнение бетонной смеси
7.6.1. Подготовительные и вспомогательные операции.
К подготовительным операциям относятся:
- проверка надежности основания с составлением актов;
- очистка опалубки от мусора, а арматуры от ржавчины;
- законопачивание щелей и заделка зазоров опалубки;
- насечка скальных и бетонных оснований, очистка от мусора и цементной пленки путем промывки и просушки струей воздуха;
- покрытие палубы смазкой.
К вспомогательным операциям, осуществляемым по ходу бетонирования относятся:
- устранение неполадок, возникающих при выполнении рабочего процесса;
- установка и перемещение транспортных и грузоподъемных средств;
- очистка и промывка трубопроводов при перерывах в подаче бетонной смеси и др.
7.6.2. Основные правила укладки бетонной смеси.
При укладке бетонная смесь должна заполнить все промежутки между стержнями арматуры, между опалубкой и арматурой, чтобы в результате твердения был получен каменный монолит заданной прочности, плотности и однородности. Такой результат может быть достигнут лишь при соблюдении определенных правил бетонирования и выполнения технологических операций.
При укладке бетонная смесь должна отвечать требованиям проекта по марочной прочности и подвижности, рекомендациям строительной лаборатории по составу и иметь расслоение не более 6 %.
Укладка бетонной смеси производится «на себя», как правило, по всей площади, горизонтальными слоями.
3. При укладке бетонной смеси толщина слоя не должна превышать нормативную глубину, установленную для применяемых средств уплотнения. Укладка каждого лежащего выше слоя должна производиться до начала схватывания предыдущего, что исключает возникновение слабосвязных швов по высоте конструкции.
Допустимая продолжительность перерывов между укладкой смежных рядов бетонной смеси устанавливает строительная лаборатория в зависимости от состояния бетона. При превышении продолжительности установленного перерыва бетонирование должно быть прекращено, шов огражден. Бетонирование может быть продолжено по достижению бетоном прочности не менее 1,5 МПа.
Фундаменты под оборудование, а также конструкции, воспринимающие динамические нагрузки при эксплуатации, и предварительно напряженные конструкции должны бетонироваться полностью без перерывов в бетонировании.
В процессе и по окончании бетонирования должны приниматься меры против сцепления бетона с пробками, элементами креплений, извлекаемыми в дальнейшем анкерами и др.
При укладке должна соблюдаться нормативная высота свободного сбрасывания смеси. При выгрузке смеси из бадьи расстояние от нижней кромки бадьи до поверхности ранее уложенного бетона не должно превышать 1 м.
Толщина защитного слоя бетона должна соответствовать проектной. Обеспечение толщины достигается постановкой фиксаторов или прокладок.
7.6.3.Уплотнение бетонной смеси.
При укладке в конструкции бетонную смесь, кроме вибрирования, можно уплотнять штыкованием и трамбованием. Доминирующим среди этих методов является виброуплотнение, при котором бетонной смеси сообщают частые вынужденные колебания, в результате происходит более плотная укладка заполнителя.
ВИБРОУПЛОТНЕНИЕ. По способу передачи колебаний на бетон различают вибраторы:
- передающие на смесь вертикально-направленные колебания трамбовочные и поверхностные (площадки, рейки);
- передающие горизонтальные колебания глубинные с вибробулавой и гибким валом, наружные и пакет глубинных вибраторов.
Поверхностные площадные вибраторы и виброрейки состоят из электродвигателей, прикрепленных к металлическим площадкам или профилям (чаще швеллерам), имеющим рукояти для их перестановки и перемещения. Площадные вибраторы устанавливают на уплотняемую бетонную смесь, а виброрейки на направляющие, между которыми укладывают смесь.
Наружные вибраторы, укрепляемые на опалубке, передают бетонной смеси колебания через опалубку.
Внутренние вибраторы типа булавы применяют для уплотнения бетонной смеси, укладываемой в массивные конструкции, а внутренние с гибким валом в густоарми-рованные конструкции. Поверхностными вибраторами уплотняют верхние слои бетона при бетонировании тонких плит и полов. Наружными смесь в густоармированных тонкостенных конструкциях.
При уплотнении бетонных смесей вибраторами должны соблюдаться следующие правила:
- особенно тщательно следует прорабатывать густоармированные места, у стенок опалубки и в углах;
- шаг перестановки глубинных вибраторов не должен превышать 1,5 радиуса их действия (рис. 7.23). При поверхностных вибраторах провибрированная зона должна перекрываться на 100 мм;
- укладка бетонной смеси должна производиться горизонтальными слоями. При уплотнении смеси поверхностными вибраторами толщина слоя не должна превышать 0,12; 0,25; 0,4 м при наличии в конструкции двойной, одиночной арматуры и отсутствии армирования соответственно;
- укладка каждого лежащего выше слоя должна производиться до начала схватывания предыдущего. При вибрировании вибраторы следует погружать в ранее уложенный слой на 5... 10 см;
- опирание при работе вибраторов на опалубку, арматуру и закладные детали не допускается.


Рис. 7.23. Правила укладки и уплотнения бетонной смеси:
1 рабочая часть вибратора; 2 укладываемый слой бетона; 3 ранее уложенный слой бетона; 4 опалубка
ШТЫКОВАНИЕ ведут вручную с помощью шуровок (металлических стержней). Из-за трудоемкости его применяют в исключительных случаях - при бетонировании тонкостенных и густоармированных конструкций.
ТРАМБОВАНИЕ ведут ручными и пневматическими трамбовками при укладке жестких бетонных смесей, а также в тех случаях, когда применять вибраторы невозможно из-за отрицательного воздействия вибрации на расположенное вблизи оборудование.
7.6.4. Устройство рабочих швов.
Для получения монолитности рекомендуется укладку бетонной смеси осуществлять непрерывно. Однако иногда из-за перерывов в бетонировании приходится устраивать рабочие швы.
При перерывах, превышающих сроки схватывания цемента, бетонирование прекращают и огораживают слой бетона щитками. Бетонирование возобновляют лишь после того, как ранее уложенный бетон наберет прочность не менее 1,5 МПа, т.е. будет способен воспринимать без разрушения незначительные динамические воздействия.
Места контакта старого и нового бетона должны быть минимальны по протяженности. Перед укладкой смеси их очищают водной или воздушной струей, обнажают крупный заполнитель щетками или пескоструйными аппаратами. Очищенную поверхность стыка перед бетонированием покрывают цементным-песчаным раствором состава 1:3.
Рабочие швы являются менее прочным местом конструкции, поэтому их рекомендуется устраивать перпендикулярно оси бетонируемых элементов в сечениях, где они не могут отрицательно влиять на прочность конструкции (рис. 7.24).

Рис. 7.24. Расположение рабочих швов: а при бетонировании колонн и балок ребристого перекрытия; б при бетонировании колонн с подкрановыми балками; в при бетонировании колонн с безбалочным перекрытием; г при бетонировании стойки и ригеля рамы; д при бетонировании ребристого перекрытия в направлении, параллельном балкам; е при бетонировании в направлении, параллельном прогонам; ж детали устройства рабочего шва; 1 прогоны; 2 балки; 3 доска; / /, // //, III III, 1У1У места устройства рабочих швов
7.7. Технологические особенности бетонирования отдельных массовых конструкций
Методы укладки бетонной смеси выбирают с учетом типа конструкции, ее расположения, климатических условий т.д.
Фундаменты и массивы могут бетонироваться с разгрузкой смеси непосредственно в опалубку или с помощью виброжелобов, бетононасосов, бадьями с помощью кранов.
При бетонировании малоармированных фундаментов применяют жесткие смеси. Для экономии цемента можно укладывать камни размером 120... 200 мм («изюм») в объеме 20... 25 %. В зависимости от высоты фундамента бетонная смесь может подаваться через верх опалубки или по периметру ступеней. В труднодоступных местах смесь может подаваться с помощью виброхобота.
Бетонные полы укладывают на подготовку из тощего бетона, разделяя бетонируемую площадь маячными досками на полосы шириной до 3 м. Бетонирование полос ведут через одну (рис. 7.25). Промежуточные полосы бетонируют после набора бетоном прочности в смежных полосах. Перед бетонированием снимают маячные доски и в соответствии с проектом оформляют рабочие швы.
Бетонную смесь разгружают на месте бетонирования выше уровня маячных досок, разравнивают лопатами, а затем с помощью виброрейки (вибробруса) уплотняют полосу, перемещая виброрейку по маячным доскам.
При бетонировании больших площадей могут применяться бетоноукладочные машины, которые, двигаясь, оставляют за собой готовую полосу пола.
При бетонировании силовой (густоармированной) плиты пол разбивают на отдельные участки (карты) и без перерывов укладывают и уплотняют на всю высоту плиту карты.
Поверхность плит выравнивают по маякам. В местах примыкания стен и опирания колонн бетон оставляют шероховатым, с устройством в отдельных случаях рифления или насечки.

Рис. 7.25. Бетонирование: а, б бетонной подготовки и пола; в силовой плиты;
1 бетонная полоса; 2, 3 поперечная и продольная доски; 4 колья; 5 виброрейка; 6 бетоновод
Колонны высотой до 5 м бетонируют на всю высоту, более 5м ярусами до 2 м, с загружением бетонной смеси и ее уплотнением через боковые окна в стенках короба.
Бетонирование прогонов, балок и плит следует начинать после бетонирование колонн и первоначальной осадке в них бетона. Уплотнение смеси производят внутренними вибраторами при необходимости оснащенными наконечниками. Плиты перекрытия бетонируют на всю толщину и уплотняют поверхностными вибраторами.
Арки и своды пролетом менее 15 м бетонируют одновременно с двух сторон от пят к замку. Своды пролетом более 15 м бетонируют отдельными участками, одновременно на трех участках в замке и у пят. После этого бетонируют отдельные полосы.
7.8. Уход за бетоном и снятие опалубки
Уход за бетоном
1. После укладки бетонной смеси в наружных слоях бетона появляются трещины, поэтому открытые поверхности бетонных конструкций должны быть защищены от прямого воздействия солнечных лучей и ветра влагоемкими покрытиями.
2. Твердеющий бетон также следует предохранять от ударов и сотрясений, так как в неокрепшей структуре бетона могут появиться внутренние трещины. Поэтому в начальный период твердения бетону необходимо обеспечить условия, благоприятные для гидоратации цемента и способствующие нарастанию его прочности.
3. В сухую и теплую погоду бетон, приготовленный на портландцементе, следует поливать в течение 7 сут, на глиноземистых цементах 14 сут. При температуре воздуха выше 15 °С первые 3 сут рекомендуется поливать бетон с интервалом в 3 ч днем и один раз ночью, в последующие дни не реже трех раз в сутки. При средней суточной температуре наружного воздуха 3 °С бетон можно не поливать.
Снятие опалубки
1. При достижении бетоном прочности, при которой может быть обеспечена сохранность углов, граней и поверхностей конструкции, проводится снятие боковых элементов опалубки. Требуемая прочность бетона при этом должна быть не менее 0,2...0,3 МПа. Чаще всего боковые щиты опалубки снимают через 2...3 сут.
2. При нагрузке на конструкцию менее 70 % от нормативной минимальная распалубочная прочность должна составлять: для плит пролетом до 3 м и несущих конструкций пролетом до 6 м 70 % от проектной, для конструкций с пролетами более 6 м и конструкций с напрягаемой арматурой 80 % от проектной, при нагрузке более 70 % от нормативной опалубку следует снимать после набора бетоном проектной прочности.
3. Для сокращения сроков распалубливания монолитных конструкций может быть достигнуто за счет применения следующих мероприятий:
- использовать запас собственной теплоты бетона при экзотермической реакции гидратации вяжущего;
- дополнительно подать тепло бетону извне за счет использования «греющей» опалубки;
- использовать при приготовлении бетонной смеси быстротвердеющие глиноземистые цементы;
- ввести в состав бетонной смеси минеральные добавки-ускорители твердения.
7.9. Особенности выполнения процессов бетонирования при реконструкции и ремонте

При реконструкции зданий и сооружений могут выполняться самые разнообразные виды строительных работ:
- разрушение старых железобетонных конструкций,
- усиление отдельных элементов или частей сооружений для дальнейшего использования,
- возведение новых конструкций.
При полной остановке предприятия технология возведения железобетонных конструкций мало чем отличается от рассмотренной ранее.
В условиях действующего предприятия приходится учитывать существующий распорядок работы предприятия: сменность, условия поставок сырья и отгрузки готовой продукции, наличие свободных «окон» в течение смены и т.д..
Непосредственному проведению основных реконструкционных работ предшествует разборка старых негодных конструкций. В зависимости от объемов разборки эти работы могут выполняться ручным, полумеханизированным, механизированным, термическим, гидравлическим или буровзрывным способами.
При усилении железобетонных конструкций чаще всего устраивают обоймы, рубашки, наращивания (рис. 7.26), состоящие из арматуры и слоя бетона толщиной до 0,3 м.
При небольших объемах работ и невозможности использования электрифицированного инструмента насечку поверхностей допускается выполнять вручную. Перед бетонированием поверхность должна быть тщательно очищена от пыли и промыта водой.
Находящаяся в пригодном состоянии старая арматура очищается от коррозии и обдувается сжатым воздухом. Новая арматура усиления устанавливается обычными способами.
При усилении колонн монолитной обоймы по периметру колонны устанавливают арматуру и инвентарную щитовую опалубку. Обойму рекомендуется бетонировать методом инъецирования (рис. 9.32, г). Для этого в опалубочных щитах должны быть предусмотрены инъекционные отверстия.


Рис. 7.26. Усиление колонн и балок:
а обоймой; б способом бокового наращивания; в обетонкой нижней части балки; г инъецированием бетонной смеси; 1 усиливаемый элемент; 2 существующая арматура; 3 дополнительная арматура; 4 опалубка; 5 инвентарный металлический хомут; 6 отверстие для инъецирования; 7 передвижная инъекционная установка
Обойма охватывает усиливаемый элемент (балки, ригели, колонны) с четырех сторон. Рубашки, представляющие собой трехстороннее усиление и наращивание увеличение сечения конструкции с какой-либо ее стороны слоем монолитного бетона, применяются для усиления балок, ригелей, колонн, стен и плит перекрытия.
При выполнении усиления приходиться выполнять ряд технологических работ:
-снятие слоя бетона,
-подготовку поверхности (очистка, обеспыоивание, нанесение засечек),
-армирование,
-нанесение бетонной или растворной смеси,
-уход за бетоном в период его твердения
-отделку поверхности усиления.
7.10. Специальные методы бетонирования
К специальным методам бетонирования можно отнести:
бетонирование в скользящей опалубке,
вакуумирование,
напорное бетонирование,
иньекцирование,
раздельное бетонирование,
подводное бетонирование,
бетонирование литьем
бетонирование вибронагнетательным методом,
цементирование.
I. Метод возведения стен в скользящей опалубке (рис. 7.27)
Часто применяют при бетонировании стен компактных в плане высотных инженерных сооружений и зданий высотой не менее 10 этажей.
Технология возведения стен в скользящей опалубке отличается последовательным, без перерывов, одновременным выполнением трех процессов:
1. подъема опалубки,
2. армирования,
3. укладки бетонной смеси.
При этом скорость непрерывного подъема опалубки должна быть такой, чтобы выходящий из опалубки бетон не растекался, был достаточно твердым, но в то же время легко заглаживался терками и не имел сцепления (адгезии) с опалубкой. Домкратные стержни обычно устанавливаются через 1,5...2,0 м друг от друга.
По ходу бетонирования стен в скользящей опалубке перекрытия можно устраивать:
1. после окончания бетонирования каждого этажа, с отставанием на 2 3 этажа
2. после возведения всей коробки здания.
Наиболее технологичным решением является одновременное устройство монолитных перекрытий и стен. Технология включает в себя следующие операции (см. рис. 7.27):
1. По окончании бетонирования стен очередного этажа скользящая опалубка поднимается с таким расчетом, чтобы низ внутренних щитов опалубки находился на отметке верха будущего перекрытия.
2. После этого устанавливают инвентарную опалубку на стойках, опирающихся на перекрытие нижнего этажа, производят армирование и бетонирование перекрытия обычными методами.
3. После укладки бетонной смеси в перекрытие бетонируют стены очередного этажа с использованием скользящей опалубки.

Рис. 7.27. Бетонирование стен в скользящей опалубке с одновременным устройством перекрытий:
1 бетонируемая стена; 2 опалубка перекрытия; 3 опалубка стены; 4 домкратная рама; 5 домкрат; 6 подвесные подмостки для затирки стен
II. Метод вакуумирования (вибровакуумирования)
В методе вибровакуумирования эффективно сочетаются вибрирование и вакуумирование бетонной смеси в процессе укладки при бетонировании сначала производится уплотнение уложенной бетонной смеси путем вибрирования и вслед за этим ее вакуумирование, что повышает прочность бетона на 15...20%, позволяет снизить расход цемента на 20...30 %.
1. Для извлечения влаги из горизонтальных поверхностей (перекрытия, полы и т.д.) применяют вакуум-щиты и вакуум-маты (рис. 7.28). Несмотря на то что щит жесткий короб, а мат гибкая ткань, по конструкции они представляют собой закрытые полости, в которых создается разряжение воздуха за счет его откачки.

Рис. 7.28. Схемы вакуумирования горизонтальных и вертикальных бетонных поверхностей с использованием вакуум-приборов:
а щитов; б опалубки; в матов; 1 вакуум-насос; 2 водосборники; 3 коллектор; 4 вакуум-полости; 5 вакуум-опалубка; 6 вакуум-щиты; 7 бетонная смесь; 8 фильтрующее полотно; 9 затирочная машина; 10 вакуум-мат; 11 виброрейка
2. Для извлечения воды из вертикальных поверхностей служит вакуум-опалубка (рис. 7.28, б). Она изготовляется в виде обычной опалубки, имеющей изолированные вакуум-полости. Для отсасывания воды из внутренних слоев в тело бетона заглубляются вакуум-трубки.
Вакуумирование начинают через 15 мин после окончания бетонирования. Продолжительность вакуумирования зависит от степени разрежения в вакуумных полостях (350...650 мм рт. ст.), плотности и подвижности бетонной смеси, толщины конструкции и температуры смеси при укладке.
III. Напорное бетонирование
Напорное бетонирование заключается в нанесении на опалубку или обрабатываемую поверхность одного или нескольких слоев цементно-песчаного раствора (торкрет) или бетонной смеси (набрызг или шприц бетона) под действием струи сжатого воздуха. Благодаря этому раствор (бетон) после затвердевания приобретает повышенную плотность.
Области применения торкретирования:
ремонт разрушенных бетонных конструкций,
исправление дефектов,
заделка швов водоотстойных и других сооружений, где требуется плотный, водонепроницаемый и износостойкий бетон.
Торкретирование выполняют сухим и мокрым способами.
1. При сухом способе (рис. 7.29, а) в установку (цемент-пушку) загружается сухая смесь, смешивание которой с водой осуществляется в сопле перед нанесением на стену или опалубку.
2. При мокром способе (рис. 7.29, б) торкретирование смеси выполняют без подачи воды в сопло, что обеспечивает более высокую производительность, но менее высокие прочностные характеристики торкретного слоя. Основными техническими средствами при этом способе являются пневмонагнетатели.
Технологическая схема торкретирования мокрым способом:
загрузка, подготовка и подача смеси в камеру;
перемешивание, нагнетание смеси к соплу сжатым воздухом;
нанесение готовой смеси на торкретируемую поверхность.

Рис. 7.29. Напорное бетонирование: а сухим способом; б мокрым способом; в с помощью многоцелевого бетононасоса; / компрессор; 2 цемент-пушка; 3 сопло; 4 стена; 5 водяной бак; 6 скиповый подъемник; 7 растворосмеситель; 8 вибросито; 9 смесительная камера; 10 растворонасос; 11 многоцелевой компактный бетононасос
При многослойном покрытии каждый следующий слой (горизонтальный толщиной до 15 мм, вертикальный до 25 мм) наносят с интервалом, достаточным для упрочнения предыдущего слоя.
Традиционное торкретирование характеризуется высокой стоимостью, значительно более высокой трудоемкостью и невысокой производительностью. По этой причине оно применяется тогда, когда другие методы оказываются недостаточно эффективными.
IV. Инъекцирование
Инъекцирование применяют главным образом при ремонтных работах и при заделке дефектов в бетоне. Обычно это бывает из-за некачественного вибрирования в густоармированных местах и в местах контакта старого и нового бетона.
При заделке таких мест в подлежащее бетонированию пространство закладывают перфорированные металлические трубки; через 2...3 сут после бетонирования по этим трубкам нагнетается цементный клей, который заполняет все трещины и пустоты и обеспечивает монолитность и плотность бетонируемой части монолитной конструкции.
V. Метод раздельного бетонирования
Метод раздельного бетонирования (рис. 7.30) заключается в раздельной укладке в опалубку крупного заполнителя и раствора, заполняющего пустоты между частицами заполнителя. Такой способ применяют при бетонировании в условиях интенсивного притока грунтовых вод и сложных гидрогеологических условиях.
Раздельное бетонирование может осуществляться гравитационным и инъекционным способами.
1. При гравитационном способе раствор проникает в промежутки между камнями крупного заполнителя сверху, под действием сил тяжести;
2. При инъекционном способе через трубы-инъекторы под давлением, создаваемым нагнетателем.
Гравитационный способ требует меньших затрат трудовых и материально-технических ресурсов, при инъекционном формируется более плотная и прочная структура бетона.

Рис. 7.30. Размещение труб и инъекционных отверстий при раздельном бетонировании: 1 инъекционные трубы; 2 контрольные трубы
Крупный заполнитель до нагнетания в него раствора должен быть хорошо уплотнен, для чего можно использовать гравиенаг-нетатели или вибраторы. Нагнетаемый под давлением высокопластичный раствор обеспечивает заполнение даже мелких пор и трещин, в которые бетонная смесь проникнуть не может.
VI. Подводное бетонирование
Подводное бетонирование укладка бетонной смеси под водой без водоотлива выполняется при возведении монолитных конструкций, располагаемых в водоемах или грунтах с высоким уровнем грунтовых вод. Особенностью процесса является предотвращение свободного падения бетонной смеси через слой воды и предохранение ее от размывания.
Подводное бетонирование можно выполнять различными методами: вертикально перемещаемой трубы (ВПТ), восходящего раствора (ВР), укладкой бункерами, втрамбовыванием бетонной смеси.
1. Метод вертикально перемещаемой трубы имеет наибольшее распространение и может быть применен при бетонировании на глубинах от 1,5 до 50 м. Бетонирование этим методом осуществляют в котловане, обычно огражденном от проточной воды шпунтом, служащим одновременно и опалубкой для укладки бетонной смеси (рис. 7.31, а).
Для подачи смеси устанавливают стальные трубы, состоящие из отдельных звеньев на быстроразъемных водонепроницаемых фланцевых соединениях. Трубы подвешивают к крану или к лебедкам.

Рис. 7.31. Подводное бетонирование методами: а вертикально перемещаемой трубы; б восходящего раствора; в укладкой смеси бункерами; г втрамбовыванием бетонной смеси; 1 ограждение; 2 труба; 3 каменисто-щебеночная отсыпка; 4 раствор (бетонная смесь);.5 шахта; 6 лебедка; 7 растворонасос; 8 бункер
Сущность метода ВПТ заключается в том, что бетонная смесь подается через воронки, установленные на верхних торцах постепенно поднимаемых труб.
Технологическая последовательность:
1. В начале бетонирования трубы опускают до дна с минимальным зазором, допускающим свободный выход смеси.
2. В полость трубы вводят пыж из мешковины, который под тяжестью загружаемой бетонной смеси опускается к основанию трубы, предохраняя бетонную смесь от вымывания цемента.
3. Бетонная смесь выходит из трубы и растекается в радиусе до 6 м. Нижний конец постоянно заглублен в смесь на 0,8 м.
4. По мере бетонирования трубы поднимают отсоединяя лишние звенья. Бетонирование ведут непрерывно.
2. Метод восходящего раствора бывает безнапорным и напорным (при высоте бетонирования блока более 10 м) и заключается в том, что в каменную наброску или гравийно-щебеночную отсыпку через установленные трубы диаметром до 100 мм нагнетают под давлением цементо-песчаный раствор или цементное тесто. Раствор поднимается снизу вверх, вытесняя из пустот в наброске воду и воздух, и создает монолит (рис. 7.31, б).
Этот метод обычно применяют на глубинах до 20 м, когда по условиям производства работ или по размерам бетонируемой конструкции невозможно или экономически нецелесообразно применять метод ВПТ, при возведения конструкций в стесненных условиях, при бетонировании сооружений с густым армированием.
3. Метод укладка бункерами (рис. 7.31, в) применяется при бетонировании монолитных конструкций под водой на глубине более 20 м. Основными требованиями, предъявляемые к технологии выполнения процесса, являются: исключение свободного сбрасывания смеси через слой воды, а также ее разравнивание горизонтальными перемещениями бункера.
Выполнение процесса начинается с установки опалубки-ограждения и подготовки надежного основания. Бетонную смесь, помещенную в бункер, опускают под воду и раскрывают разгрузочные отверстия бункера при минимальном отрыве днища от поверхности уложенного бетона. Бункер закрыт сверху и имеет уплотнение по контуру, что препятствует проникновению воды внутрь и вытеканию цементного теста из бункера наружу. Бетонная смесь при разгрузке имеет минимальную площадь контакта с водой.
4. Метод втрамбовыванием (рис. 7.31, г) заключается в укладке бетонной смеси на островок с последующим распространением ее в блоке втрамбовыванием или вибрацией в уложенный ранее еще не схватившийся слой. Применяют этот метод при глубинах воды до 1,5 м для конструкций, бетонируемых до отметки, расположенной выше уровня воды.
Пионерный бетонный островок создают в одном из углов блока с помощью трубы или специальной бадьи, выводя его не менее чем на 30 см выше поверхности воды. Новые порции бетонной смеси втрамбовывают в островок не ниже 20...30 см от уреза воды. Этот прием обеспечивает защиту от прикосновения с водой новых порций бетонной смеси. Втрамбовывание производят равномерно с интенсивностью, не нарушающей процесса твердения уложенного бетона. \

7.11. Бетонирование в экстремальных климатических условиях
7.11.1 Общие сведения.
Если в обычных условиях бетон на 28 сут достигает своей стабильной прочности, то при низких и высоких температурах климатические условия начинают негативно влиять на характер физико-химических процессов, происходящих в твердеющем бетоне.
Экстремальными климатическими условиями считаются:
1. зимние среднесуточная температура воздуха снижена до 5 °С, в течение 1 сут падает ниже О °С;
2. сухие и жаркие средняя температура в 13 ч дня оказывается выше 25 °С, максимальная выше 30 °С, при относительной влажности воздуха менее 50%.
7.11.2. Технология бетонирования монолитных конструкций в зимних условиях
При отрицательных температурах вода превращается в лед и, как твердое тело, в химическое соединение с цементом не вступает; бетон не твердеет. Одновременно в бетоне развиваются силы внутреннего давления, вызванные увеличением (примерно на 9 %) объема воды при превращении ее в лед. При раннем замораживании бетона его неокрепшая структура не может противостоять этим силам и нарушается. При последующем оттаивании лед вновь превращается в жидкость, и реакция твердения возобновляется, однако нарушенные связи в бетоне полностью не восстанавливаются, при этом, чем позднее бетон был заморожен, тем ближе к нормальной будет его прочность.
Замораживание бетона сопровождается образованием вокруг арматуры и заполнителя ледяных пленок, которые увеличиваются в объеме и отжимают от них цементное тесто. Эти процессы снижают прочность бетона, его сцепление с арматурой и долговечность.
Если бетон до замерзания приобретает определенную прочность, то упомянутые выше процессы не оказывают на него неблагоприятного воздействия. Минимальна прочность, при которой замораживание для бетона не опасно, называется критической и зависит от класса бетона, вида и условий эксплуатации конструкции.
При выполнении бетонных работ в зимнее время одновременно решаются две взаимосвязанные задачи: технологическая (обеспечение необходимого качества бетона к заданному сроку) и экономическая (обеспечение минимального расхода материальных и энергетических ресурсов).
Технологическую задачу решают путем применения методов выдерживания бетона. Чтобы обеспечить достойное решение экономической задачи производят учет денежных средств.
При бетонировании в зимних условиях применяют специальные способы приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона.
При приготовлении бетонной смеси ее температуру искусственно повышают за счет подогрева заполнителей и воды. Общую продолжительность перемешивания смеси увеличивают не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.
Транспортирование бетонной смеси следует осуществлять от места приготовления до места укладки по возможности быстрее, в закрытой утепленной и подогретой таре, без перегрузок. Для дальних перевозок более целесообразным может оказаться доставка на объект сухих бетонных смесей в автобетоносмесителях, затворения их горячей водой и перемешивания перед укладкой в опалубку.
Основание, на которое укладывается смесь, а также способ укладки должны исключить возможность ее промерзания.
Бетонирование следует вести без перерывов, ранее уложенный слой бетонной смеси должен быть перекрыт до того, как его температура окажется ниже предусмотренной ППР.
В практике зимнего бетонирования нашли применение следующие методы выдерживания бетона после укладки:
1. выдерживание бетона с применением химических добавок, снижающих температуру замерзания воды и ускоряющих твердение бетона;
2. использование начального теплосодержания смеси и экзотермического тепловыделения цемента, сопровождающего твердение бетона;
3. внесение в бетон тепла внешними источниками тепловой энергии.
I. Выдерживание в искусственных укрытиях (тепляках).
Пленочные тепляки могут устраиваться на отдельные конструкции, на этаж и даже полностью на все здание. Эффективность искусственных тепляков может быть повышена при использовании в качестве укрытий пневматических конструкций.
II. Метод «термоса».
Внутренний запас теплоты в бетоне создается за счет подогрева бетонной смеси и теплоты, выделяемой при химической реакции экзотермии цемента до того момента, когда в какой-либо части забетонированной конструкции температура упадет до О °С. Чтобы сохранить тепло в бетоне на длительный срок, необходимо после укладывания смеси в конструкцию сразу же после уплотнения покрыть все открытые части бетона слоем теплоизоляции.
Температура бетонной смеси обычно бывает в пределах 20...35°С.
Применение метода «термоса» наиболее эффективно при выдерживании массивных конструкций
Продолжительность выдерживания бетона методом «термоса» должна быть достаточной для достижения как минимум критической прочности. Поэтому рекомендуется замешивать бетонную смесь на высокомарочных, высокоэкзотермичных и быстротвердеющих цементах, а опалубку тщательно утеплять.
Выделяют разновидности метода термоса:
1. Метод «горячего термоса».
2. Метод «холодного термоса».
При применении «метода горячего термоса» (рис. 7.32) доставляемая на объект теплая бетонная смесь разогревается в специальном бункере или непосредственно в кузове автосамосвала до температуры 60...80°С, укладывается в утепленную опалубку, уплотняется, укрывается теплоизоляционным покрытием и выдерживается обычным методом «термоса» или с дополнительным обогревом.
При применении «холодного термоса» доставляемая на объект теплая бетонная смесь дополнительно не разогревается, а сразу укладывается в утепленную опалубку, уплотняется, укрывается теплоизоляционным покрытием. Первоначальный набор прочности бетона осуществляется только за счет теплоты, выделяемой при химической реакции экзотермии цемента.
III. Метод «термоса» с противоморозными добавками-ускорителями.
Твердение бетона происходит в результате термосного выдерживания в сочетании с продолжительным воздействием химических добавок.
В качестве добавок, понижающих температуру замерзания бетонной смеси, используются нитрит натрия (НН) и более сложные по составу соединения, такие как нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК) и др.

Рис. 7.32. Бетонирование конструкций с предварительным разогревом бетонной смеси:
а схема бетонирования; б разогрев смеси в электробадье; в разогрев смеси в кузове автомашины; 1 БРУ; 2 передвижная бетономешалка; 3
электробадьи; 4 распределительное устройство; 5 кран; 6 укладка смеси; 7 электроды; t6с температура бетонной смеси

Рис. 7.33. Электропрогрев бетона: а электродный; б индукционный; 1 электроды; 2 прогреваемая конструкция; 3 арматура; 4 кабель; h высота навивки кабеля
IV. Электропрогрев бетона.
Чаще всего осуществляется при бетонировании среднемассивных конструкций, но может также использоваться при выдерживании тонкостенных конструкций. Сущность электропрогрева заключается в повышении температуры уложенного бетона до максимально допустимой и поддерживание ее в течение времени, за которое бетон набирает критическую или заданную прочность.
Метод электропрогрева можно разделить на три группы:
1. электродный прогрев,
2. индукционный прогрев
3. электрообогрев с использованием различных электронагревательных приборов.
1. ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПРОГРЕВ (рис. 7.33, а) основан на свойстве свежеуложенной бетонной смеси пропускать электрический ток и, как любой проводник тока, превращать электрическую энергию в тепловую.
Для подведения электрической энергии к бетону используют поверхностные (пластинчатые, полосовые, плавающие) и внутренние (стержневые, струнные) электроды.
Пластинчатые электроды стальные пластины, примыкающие к бетонной поверхности. В результате токообмена между противоположными пластинами прогревается весь объем конструкции.
Полосовые электроды стальные полосы шириной 20...50 мм, нашитые на поверхности опалубки. В зависимости от схемы включения в цепь они могут прогревать весь объем (сквозной прогрев) или только наружные поверхности конструкции (периферийный прогрев).
Плавающие электроды применяют для прогрева верхних поверхностей конструкций. Их втапливают на 2...3 см в свежеуложенный бетон и присоединяют к разноименным фазам электрической сети.
Стержневые электроды диаметром 6...12 мм устанавливают в тело бетона перпендикулярно открытой поверхности конструкции. После окончания прогрева стержни остаются в теле бетона.
Струнные электроды устанавливают в центре конструкции вдоль продольной оси и подключают к одной фазе, а рабочую арматуру или металлическую опалубку (деревянную с обшивкой сталью) к другой. Этот вид электродов применяют для прогрева конструкций, длина которых во много раз больше их поперечного сечения (балки, колонны и пр.).
2. ИНДУКЦИОННЫЙ ПРОГРЕВ (рис. 7.33, б) применяют при бетонировании густоармированных конструкций. При этом методе используется теплота, выделяемая в арматуре или стальной опалубке в период нахождения их в электромагнитном поле, создаваемом индукционной катушкой, которая укладывается в виде изолированного провода вокруг бетонируемого изделия по наружной поверхности опалубки.
Проходя по такому проводу, переменный электрический ток создает переменное электромагнитное поле. В находящемся в этом поле металле возникают вихревые индукционные токи, нагревающие арматуру или стальную опалубку. Последние контактным путем отдают теплоту бетонируемой конструкции.
В качестве индуктора используются кабели и изолированные провода. Сечение проводов и число витков определяют расчетом.
3. ОБОГРЕВ РАЗЛИЧНЫМИ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ. При этом способе теплота контактным путем передается поверхностям конструкции, а затем распространяется в теле бетона за счет его теплопроводности.
Наибольшей популярностью пользуется обогрев с помощью термоактивной жесткой греющей опалубки и гибких покрытий (ТАГП).
Поверхность греющей опалубки (рис. 7.34, а, б) изготовляется из металлических или фанерных листов. С противоположной стороны палубы устанавливают электрические нагревательные элементы греющие провода или кабели, сетчатые или углеродные ленточные нагреватели, токопроводящие покрытия и т.п. Наиболее эффективным считается применение нагревательных кабелей, помещенных в термостойкую изоляцию, состоящую из асбесто-цементных листов и утеплителя, прикрытых защитным листом.
Греющую опалубку применяют при возведении тонкостенных и среднемассовых конструкций и при замоноличивании узлов железобетонных элементов в сборном строительстве. Часто в качестве греющей используется обычная инвентарная опалубка с палубой из стали или фанеры после соответствующего переоборудования.
Термоактивное гибкое покрытие (ТАГП) применяют при обогреве подготовок под полы, покрытий, перекрытий и т.п. Основой такого покрытия (рис. 7.34, в) является стеклохолст, к которому прикрепляют углеродные ленточные нагреватели или греющие провода.
С помощью таких покрытий можно обеспечить нагрев бетонной поверхности до 50 °С, располагая гибкие нагревательные элементы на горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностях и скрепляя их друг с другом с помощью зажимов или предусмотренных для этого отверстий для пропуска тесьмы.
По окончании работы с покрытием на одном месте его снимают, очищают и для удобства транспортировки сворачивают в рулон.

Рис. 7.34. Электрообогрев бетона с помощью: а, б греющей опалубки с греющими кабелями и сетчатыми нагревателями; в ТАГП; 1 греющий кабель; 2 асбестовый лист; 3 утеплитель; 4 защитный стальной лист; 5 нагреватели; 6 защитный лист; 7 защитный чехол; 8 алюминиевая фольга; 9 отверстия для крепления покрытия;
10 листовая резина; 11 греющий провод
Конвективные методы. При выполнении бетонных работ внутри закрытого помещения иногда используется теплый воздух, нагретый калориферами и перемещаемый вентиляторами. Однако такой способ обогрева бетона является дорогостоящим и малоэффективным.

Рис. 7.35. Схемы инфракрасного нагрева: а обогрев арматуры плиты; б, в термообработка бетона плиты (сверху и снизу); г локальная термообработка бетона при возведении высотных сооружений в скользящей опалубке; д, е термообработка бетона стен; ж тепловая защита укладываемой бетонной смеси; / инфракрасная установка; 2 арматура плиты; 3 синтетическая пленка; 4 термообрабатываемый бетон; 5 теплоизолирующий мат; 6 укладываемая бетонная смесь
Инфракрасный нагрев. В монолитном строительстве такой нагрев (рис. 7.35) используют: при отогреве арматуры, промороженных оснований и бетонных поверхностей; тепловой обработке стен высотных сооружений, возводимых в скользящей опалубке; термообработке и тепловой защите бетона стен, перекрытий, плит. Инфракрасный нагрев, как правило, применяют в тех случаях, когда применение контактных методов затруднено.
Теплота от источника инфракрасных лучей к нагреваемому телу передается мгновенно, без участия какого-либо переносчика теплоты. Поглощаясь поверхностями облучения, инфракрасные лучи превращаются в тепловую энергию.
Для бетонных работ в качестве генераторов инфракрасного излучения применяют трубчатые излучатели. Для создания направленного лучистого потока излучатели заключают в плоские или параболические рефлекторы.

7.11.3. Технология бетонирования монолитных конструкций в условиях сухого и жаркого климатов.
Общие сведения. Высокая температура окружающей среды вызывают резкое замедление или даже прекращение гидратации цемента, быстрое обезвоживание бетона за счет интенсивного испарения воды и образование в его теле капилляров, направленных в сторону испаряющей поверхности, что ухудшает поровую структуру бетона и снижает его прочностные характеристики.
Особую опасность представляет ранняя поверхностная усадка, сопровождающаяся растрескиванием поверхности, коррозией арматуры, расшатыванием структуры бетона вследствие расширения-сжатия попавшей в него воды Поэтому при выполнении бетонных работ в условиях повышенной температуры основным условием получения доброкачественного бетона является применение таких методов и приемов приготовления, транспортирования, укладки и выдерживания бетона, которые могли бы локализовать негативное влияние на его структуру интенсивного обезвоживания.
Приготовление бетонной смеси. Для бетонов монолитных конструкций, бетонируемых в условиях жаркой погоды и частого циклического нагрева, рекомендуется применять быстротвердеющие портландцементы. Для бетонов В22,5 и выше следует применять цементы, марка которых превышает марочную прочность бетона не менее чем в 1,5 раза.
Бетонная смесь, приготовленная на таких цементах, имеет высокий темп твердения и меньшую способность к влагоотдаче, что позволяет сокращать продолжительность последующего ухода за бетонной конструкцией.
В качестве крупного заполнителя рекомендуется применять пористые материалы с повышенным водопоглащением (керамзит и др.) и до замешивания доводить их до полного водонасыщения.
Для обеспечения требуемой подвижности смеси в жаркую погоду необходимо любыми мерами снижать ее начальную температуру. Это можно достичь за счет предварительного охлаждения компонентов и воды, а также хранения их в емкостях, имеющих теплозащиту, окрашеных в светлые тона или расположенных в закрытых помещениях.
Бетоносмесители также необходимо устанавливать в закрытых помещениях или защищать от прямого воздействия солнечных лучей. Продолжительность перемешивания бетонной смеси, предназначенной для бетонирования монолитных конструкций в жаркое время, следует увеличивать на 30...50%.
Подвижность бетонной смеси при повышении температуры среды корректируют введением дополнительного количества пластификаторов портландцементов.
Транспортирование бетонной смеси. Основной задачей в период транспортирования бетонной смеси от места приготовления до места укладки является сохранение ее подвижности и удобоукладываемости в условиях высокой температуры.
Готовую бетонную смесь следует транспортировать в закрытой утепленной таре, желательно в автобетоносмесителях, имеющих термоизоляцию кузова и барабанов, окрашенных в светлые тона. Во избежание быстрого обезвоживания должно быть ограничено время перевозки и сведены к минимуму перегрузки. Не рекомендуется подавать смесь на открытых транспортерах, по длинным лоткам и желобам.
Укладка бетонной смеси. До начала бетоноукладочных работ необходимо защитить места укладки бетонной смеси от солнечных лучей. При температуре бетонной смеси выше 25 °С необходимо принять меры по немедленной укладке ее в опалубку. В очень жаркие дни бетонирование рекомендуется проводить в конце второй половины дня и в ночные часы, что позволяет значительно улучшить условия укладки бетона.
Перед укладкой смеси поверхность палубы, контактирующая с бетоном, должна быть увлажнена.
Укладку бетонной смеси рекомендуется осуществлять с помощью бетононасоса. Бетонирование следует вести без перерывов.
При появлении на поверхности уложенного бетона трещин вследствие пластической усадки допускается его повторное поверхностное вибрирование не позднее чем через 1 ч.
Выдерживание бетона. Уход за свежеуложенный бетонной смесью следует начинать сразу же после ее укладки и осуществлять до приобретения бетоном не менее 70 % проектной прочности.
Практикуемый периодический полив водой открытых поверхностей твердеющих бетонных или железобетонных конструкций не должен допускаться, так как при высоких температурах воздуха и низкой относительной влажности поливка бетона способствует возникновению через 10... 15 мин после этого термического удара, вызывающего интенсивную потерю влаги, появление растягивающих напряжений, ухудшение прочности структуры бетона и его долговечности.
При достижении бетоном прочности 0,5 МПа его выдерживают следующими способами:
под слоем влагоемкого постоянно увлажняемого покрытия;
под слоем в 3...5 см воды (метод «водяного бассейна»);
под защитой постоянно увлажняемого слоя песка или опилок;
под светопрозрачными пленочными материалами или саморазрушающимися полимерными пенами.
Обезвоживание бетона можно свести к минимуму за счет интенсификации процесса твердения, для этого в состав бетонной смеси можно ввести ускорители твердения, использовать безусадочные цементы.
ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
8.1. Общие положения
Под монтажом понимается сборка и установка строительных конструкций из предварительно изготовленных элементов.
Как и все комплексные строительные процессы, монтажный состоит из основных, подготовительных и транспортных рабочих процессов. Схема комплексного технологического процесса монтажа строительных конструкций приведена на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема комплексного технологического процесса монтажа строительных конструкций
8.2. Классификация методов монтажа сборных конструкций
- По степени укрупнения конструкций перед установкой различают: поэлементный и блочный монтаж, монтаж укрупненными модулями и в целом виде (см. рис. 8.2).

Рис. 8.2. Виды монтажных процессов в зависимости от степени укрупнения конструкций: а поэлементный; б блочный; в укрупненными модулями
- По направлению монтажа элементов и конструкций различают: наращивание, подращивание, поворот, надвижка, сложное перемещение и вертикальный подъем (см. рис. 8.3).

Рис. 8.3. Схемы монтажа: а наращиванием; б подращиванием; в поворотом; г надвижкой; д сложным перемещением; е вертикальным подъемом
- В зависимости от последовательности установки монтажных элементов различают: раздельный, комплексный и комбинированный монтаж (см. рис. 8.4).
Раздельный {дифференцированный) монтаж вначале устанавливают один вид элементов затем другой и т.д.
Комплексный (сосредоточенный) монтаж: устанавливают все конструкции одной ячейки, затем другой и т.д.
Комбинированный (смешанный) монтаж- сочетание раздельного и комплексного.

Рис. 8.4. Виды монтажных процессов в зависимости от последовательности установки отдельных элементов: а раздельный; б комплексный; в комбинированный
- По виду применяемых монтажных поддерживающих устройств различают: монтаж на сплошных подмостях, полунавесную сборку (с опорой в отдельных местах) и навесную сборку (см. рис. 8.5).
Монтаж: на сплошных подмостях, поддерживающих конструкцию до окончания всего процесса.
Полунавесная сборка в процессе монтажа (до соединения) отдельные элементы опираются на временные опоры.
Навесная сборка элементы подвешиваются к ранее смонтированным системам.

Рис. 8.5. Сборка большепролетных конструкций: а на сплошных подмостях; б полунавесная; в навесная; 15 последовательность установки элементов опоры.
- По способу установки в проектное положение различают свободный, ограниченно-свободный, принудительный и безвыверочный монтаж (см. рис. 8.6).

Рис. 8.6. Монтажные методы в зависимости от способа установки элементов в проектное положение: а - свободный; б -ограничено свободный; в - принудительный;
8.3. Технологическое обеспечение точности монтажа конструкций
Контроль точности установки сборных элементов при их временной выверке допускается осуществлять с помощью таких измерительных инструментов как отвес, ватерпас, рулетка.
Окончательная выверка должна обязательно производиться с геодезическим контролем точности установки с помощью теодолита и нивелира, а при строительстве высотных зданий и сооружений с привлечением лазерной и вычислительной техники.
8.4. Грузоподъемные монтажные машины и механизмы
При монтаже сборных конструкций могут быть применены различные виды грузоподъемных механизмов (рис. 8.7). Однако предпочтение отдают башенным и стреловым кранам.

Рис. 8.7. Виды грузоподъемных механизмов
8.5. Выполнение транспортных и подготовительных работ при монтаже строительных конструкций
Основной вид горизонтального транспорта при перевозке сборных элементов автомобильный.
Железобетонные и бетонные конструкции транспортируются:
В горизонтальном положении: колонны, балки, плиты перекрытий, лестничные марши и площадки.
В вертикальном или слегка наклонном положении: фермы и балки покрытия, стеновые панели и перегородки.
Деревянные конструкции транспортируются в разобранном виде пакетами.
Металлические конструкции перевозят в виде отдельных отправочных марок.
Разгрузка сборных элементов производится складским краном или основным монтажным.
Складирование сборных элементов может осуществляться на промежуточной площадке, под навесом, на приобъектном складе или непосредственно у места установки.
Положение при складировании элементов близкое к проектному. Проходы устанавливаются шириной не менее 0,7 м: поперечные через два ряда, продольные через 25 м. Порядок складирования основных сборных элементов показан на рис. 8.8.

Рис. 8.8. Складирование сборных элементов: а, б фундаментов и балок в штабелях; в перегородок в кассетах; г, д плит перекрытий и лестничных маршей в штабелях; е, ж стальных конструкций, прислоненных к упорам-стойкам; з, и, к ригелей, колон, подкрановых балок в штабелях; л стеновых панелей, прислоненных к пирамидам
Укрупнение сборных конструкций производят в целях улучшения их технологичности или в тех случаях, когда из-за габарита или массы конструкцию невозможно привезти в целом виде.
Укрупнительную сборку производят непосредственно у мест установки в зоне действия монтажных механизмов или на специальных сборочных площадках.
Временное усиление конструкций производят в тех случаях, когда нет уверенности, что при подъеме будет обеспечена их прочность. В основном это относится к монтажу металлических ферм пролетом более 24 м, пояса которых могут оказаться недостаточно устойчивыми.
8.6. Технология основного монтажного цикла
1. СТРОПОВКА. Эта операция по прикреплению конструкции к крюку грузоподъемного устройства.
Для строповки и подъема строительных конструкций используются грузозахватные приспособления в виде стропов, траверс и захватов.

Рис. 8.9. Разновидности стропов: а одноветвевой цепной; б универсальный; в облегченные с коушем; г, д увязка элементов в обхвате с огибанием;
е, ж двух- и четырехветвевой строп; з крюк; и карабин; 1 коуш; 2 крюк; 3 подкладка; 4 скоба разъемная; 5 скоба предохранительная

Рис. 8.10. Грузозахватные приспособления: а, в траверсы балочная и ферменная; б балочная траверса с вилочными захватами; г, д, е траверсы для подъема колонн с рамочным, фрикционным и штыревым захватом соответственно; ж, з, и захваты клещевой, клиновой, цанговый соответственно; 7 поднимаемая конструкция; 2 траверса; 3 гибкие стропы; 4 захваты; 5 система расстроповки
2. ПОДЪЕМ И ПОДАЧА сборных конструкций.
Подъем конструкции следует выполнять в два приема сначала поднять ее на 0,2...0,5 м от земли и убедиться в надежности строповки, а затем подать команду о продолжении подъема. В случае если после выполнения первого подъема обнаружились неполадки в строповке, конструкцию опускают и устраняют недостатки.
3. УСТАНОВКА. Это операция по обеспечению проектного положения конструкции, включающая в себя ее наведение и посадку.
Подъем конструкции прекращают на высоте, превышающей на 0,5...1,0 м монтажный горизонт, после чего застропленную конструкцию при необходимости разворачивают и медленно осаживают (насаживают) на место установки, ориентируясь по нанесенным рискам или установленным фиксаторам.
В зависимости от степени свободы перемещения конструкции по отношению к ее проектному положению различают свободную, ограниченно-свободную и принудительную установку (рис. 8.11).

Рис. 8.11. Установка колонн: а свободная; б ограниченно свободная; в принудительная; 1 риски; 2 винты кондуктора; 3 гнездо; 4 выступ опоры
4. ВЫВЕРКА И ЗАКРЕПЛЕНИЕ. Это операции по обеспечению точности установки конструкции в соответствии с ее проектным положением.
- Выверку проводят визуально или инструментально, удерживая конструкцию с помощью крана, кондуктора или других поддерживающих устройств.
Визуальную выверку выполняют при достаточной точности опорных поверхностей и торцов конструкций. При этом могут использоваться отвесы, стальные рулетки, линейки, шаблоны и т.п.
Инструментальная выверка наиболее распространенный вид проверки положения смонтированной конструкций в плане, высотном и вертикальном положении. При такой выверке используют теодолиты, нивелиры, лот-приборы, лазерные и другие устройства.
- Приспособления для временного закрепления элементов (рис. 8.12) могут быть жесткими и гибкими (подкосы и расчалки), индивидуальными и групповыми.

Рис. 8.12. Временное закрепление элементов и конструкций: а клиньями и вкладышами; б расчалками; в покосами; г раздвижной скобой; д штанг-шаблоном; е распорками; ж, з, и варианты крепления консольных плит специальными приспособлениями и хомутами; к, л, м кондукторами
После инструментальной проверки и составления исполнительной схемы геодезического контроля точности установки конструкций производят окончательное закрепление стыков электросваркой, постановкой болтов или заклепок и заделку стыков.
8.7. Монтаж конструкций подземных частей зданий
ФУНДАМЕНТЫ.
При монтаже ленточных фундаментов от оси отмеряют расстояние, соответствующее проектному положению до наружной грани фундаментной ленты и натягивают причалку, по которой ориентируют укладку фундаментных подушек.
Монтажный процесс фундаментных стаканов может быть организован как «с колес», так и с предварительной раскладкой (рис. 8.13).

Рис. 8.13. Монтаж столбчатых фундаментов: а с транспортных средств; б с предварительной раскладкой элементов
БЛОКИ СТЕН ПОДВАЛОВ. Устанавливают по схеме раскладки. Маячные блоки устанавливают по теодолиту, соблюдая соосность в углах, местах примыканий и пересечений стен. Монтаж блоков стен подвала ведут по причалке, натянутой между маячными блоками по их внутренней грани (рис. 8.14) после проверки соответствия проекту уложенных ранее блоков, устройства горизонтальной гидроизоляции и подготовки монтажного горизонта.
Блоки устанавливают по рискам на слой раствора толщиной до 20 мм, соблюдая при этом перевязку швов не менее чем на 1/4 длины блока.

Рис. 8.14. Монтаж стен подвала; а установка причалки; б рихтовка блоков монтажным ломом; / лапой от себя; // лапой в сторону; /// лапой на себя; 1 скоба; 2 причалка; 3 монтажный лом; 4 лапа монтажного лома
ПАНЕЛИ ЦОКОЛЬНОГО ИЛИ ТЕХНИЧЕСКОГО ЭТАЖА. Монтируют свободным или ограниченно-свободным методом. Монтаж панелей чаще осуществляют ячейками в следующем порядке:
выравнивают монтажный горизонт;
размечают места установки панелей, укладывают слой раствора с втапливанием маяков из расчета два на панель;
устанавливают цокольные панели.
Для их временного крепления используют подкосы, анкеры, штанги и т.д. Последовательность установки элементов определяется необходимостью создания геометрически замкнутых устойчивых систем и ячеек.
8.8. Установка железобетонных конструкций одноэтажных зданий
КОЛОННЫ. Колонны одноэтажных зданий монтируют устанавливая в стаканы фундаментов.
Для установки колонн в основном используются стреловые краны.

Рис. 8.15. Монтаж железобетонных колонн: а, б схемы раскладки колонн и движения крана; в, г схемы строповки колонн; д установка колонн с использованием фрикционного захвата; е вилочное устройство для повышения точности монтажа колонн; 1 кран; 2 стоянка крана; 3 колонны; 4 траверса; 5 гибкий строп; 6, 7 рамки; 8 штыревой фиксатор; 9 фрикционный захват; 10 вилочный манипулятор
Строповку колонн осуществляют с использованием коротких траверс с рамочными, штыревыми или фрикционными захватами, оборудованными системами дистанционной расстроповки (рис. 8.15, в, г, д), что исключает подъем рабочего к месту строповки после выверки и закрепления колонны. Для лучшего ориентирования колонны при ее наведении могут использоваться жесткие манипуляторы, устанавливаемые на кране (рис. 8.15, е).
Для временного закрепления и выверки колонн могут использоваться одиночные кондукторы, но в большинстве случаев предпочтение отдается клиньям или клиновым вкладышам. Железобетонные клинья оставляют в теле бетона. Деревянные и стальные клинья вынимают после обетонировки нижней части стыка и набора бетоном 25 % проектной прочности. После этого производится окончательное замоноличивание стыков.
Окончательную выверку колонн контролируют методом наклонного проектирования по верхним и нижним рискам двумя теодолитами во взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 8.16).

Рис. 8.16. Установка и выверка железобетонных конструкций: а колонн с помощью двух теодолитов; б, г то же, ряда колонн и подкрановых балок методом бокового нивелирования; в схема процесса подъема и установки подкрановой балки
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ. В зависимости от шага колонн железобетонные подкрановые балки могут быть длиной 6 или 12 м. Первые при строповке захватывают двухветвевыми стропами за петли, канатами «в обхват» или специальными клещевыми захватами (см. рис. 8.10).
Балки длиной 12 м поднимают с помощью траверсы.
Подкрановые балки устанавливают безвыверочным методом или с последующей выверкой. Перед установкой балки на консоль колонны между анкерными болтами укладывают компенсаторы в виде металлических прокладок толщиной 6... 10 мм. Набор таких прокладок позволяет произвести выверку балок по вертикали.
После укладки и временного закрепления балок выполняют геодезическую проверку их положения в плане и по высоте.
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЯ. Их монтируют по схеме: установка одной-двух ферм и перекрытие ячейки плитами покрытия.

Рис. 8.17. Схемы монтажа ферм и плит покрытия: в, г монтаж ферм и плит покрытия; 1 ферма; 2 плита перекрытия; 3 распорки; 4 расчалки;
5 ограждения; 6 оттяжки
Монтаж элементов покрытия можно выполнять непосредственно с транспортных средств или после предварительной раскладки вдоль пролета с таким расчетом, чтобы монтажный кран мог устанавливать их с одной стоянки, без дополнительных передвижений.
Устойчивость ферм в процессе монтажа обеспечивают с помощью специального крышевого кондуктора или инвентарных распорок длиной 6 и 12 м (рис. 8.17, б, в), закрепляемых струбцинами на верхних поясах монтируемой и уже установленной ферм.
В целях обеспечения проектного положения плиты покрытия следует укладывать по разметке, нанесенной на верхние пояса ферм. Приварка закладных деталей плит должна осуществляться не менее чем в трех узлах их опирания на верхние пояса ферм (балок).
СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ. Устанавливают после монтажа каркаса всего здания или отдельной его части. Монтаж стен из панелей ведут самостоятельным потоком, используя в качестве грузоподъемного оборудования обычные краны (рис. 8.18).

Рис. 8.18. Монтаж стеновых панелей: а специальным краном; б краном на автошасси; в гусеничным краном; г расчетная схема монтажа; / кран; 2 площадка крана; 3 стена; 4 кассета для стеновых панелей; 5 автовышка подъемника, устанавливаемых в местах соединения стеновой панели с колоннами монтируемой ячейки здания).
Монтажные краны перемещаются по периметру здания с наружной его стороны.
Технологический процесс установки стеновых панелей одноэтажных промышленных зданий включает в себя такие составляющие:
разгрузка панелей с установкой в кассеты;
установка панелей в проектное положение;
электросварка монтажных стыков;
герметизация и заливка горизонтальных и вертикальных швов;
расшивка швов после монтажа панелей.
8.9. Технологические процессы монтажа железобетонных конструкций многоэтажных зданий
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КАРКАСЫ. Железобетонные каркасы многоэтажных зданий, за небольшим исключением, состоят из колон, балок (ригелей) и плит (панелей) перекрытий.
Колонны нижнего этажа обычно опираются на фундаменты стаканного типа, на остальных этажах стыкуются друг с другом на высоте 0,6... 0,7 м от уровня пола. Торцы колонн соединяются сваркой металлических оголовков или выпусков арматуры, ригели и плиты свариваются по закладным деталям.
Колонны нижнего этажа устанавливают в стаканы с использованием клиньев и клиновых вкладышей по технологии монтажа колонн одноэтажных промышленных зданий.
Для монтажа колонн последующих этажей рекомендуется применять при колоннах на один этаж одиночные, а при колоннах на 2...3 этажа - групповые кондукторы (рис. 8.19). При монтаже колонн на нескольких этажей могут быть использованы шаблон-кондукторы, закрепляемые на двух ранее смонтированных колоннах жесткой ячейки и на вершинах двух устанавливаемых колонн.

Рис. 8.19. Монтаж конструкций многоэтажных каркасных зданий с использованием: а, в-одиночного и группового кондукторов; б-шаблона кондуктора; г- подкосов
При применении одиночных кондукторов обычно практикуется раздельная (дифференцированная) установка в пределах захватки колонн, ригелей, плит перекрытия. При использовании групповых кондукторов технологический процесс выполняется в следующем порядке:
устанавливают кондукторы и монтируют колонны, закрепляя и выверяя их винтами хомутов;
после сварки и заделки стыков колонн укладывают и закрепляют сваркой ригели и связевые плиты первого и второго ярусов;
укладывают плиты перекрытия в пролетах между кондукторами и переставляют кондукторы на следующие позиции;
устанавливают недостающие элементы в свободных ячейках;
После выполнения сварочных и антикоррозийных работ производят омоноличивание стыков.
ВНУТРЕННИЕ СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ. Часто выполняют роль диафрагм жесткости. Их монтируют в промежуток времени между сваркой стыков колонн и укладкой ригелей и плит перекрытий, размещаемых над ними. Стеновые панели устанавливают на слой раствора, выверяют и временно закрепляют с помощью подкосов, а затем сваривают с колоннами.
НАРУЖНЫЕ СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ. Могут устанавливаться по захваткам или по примеру всего здания. По захваткам рекомендуется устанавливать навесные панели с использованием траверсы (рис. 8.20, а).
Балка траверсы с помощью захвата прикрепляется к плите перекрытия, что позволяет освобождать стропы крана. Затем с помощью ручных талей панель выводится в проектное положение. После закрепления панели освобождают крюки талей, снимают траверсу и подают ее к месту строповки новой панели.
Простеночные панели устанавливают между струбцинами с откидными хомутами (рис. 8.20, б). Расстроповка панели допускается только после проектного закрепления ее нижней части.
При монтаже панелей, опирающихся на плиты перекрытия (рис. 8.20, в), могут быть использованы монтажные манипуляторы.


Рис. 8.20. Схемы установки стеновых панелей: а навесных; б простеночных; в опирающихся на панель перекрытия; 1 стеновая панель; 2 колонна; 3 траверса; 4 панель перекрытия; 5 поддерживающее приспособление; б строп; 7 струбцина; 8 манипулятор для установки панелей
8.9.1. Монтаж крупнопанельных зданий
Панели наружных стен таких зданий обычно устанавливают свободным методом с временным закреплением подкосами. При установке панелей внутренних стен предпочтителен ограниченно-свободный монтаж от базовой панели.
МОНТАЖ НАРУЖНЫХ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ развивается по следующей технологической схеме:
на перекрытие переносят оси здания, рисками фиксируют места установки конструкций, укладывают деревянные и растворные марки (две под каждую панель);
под устанавливаемую панель расстилают растворную постель.
устанавливают «на весу» стеновую панель. Отклонения панели в плане исправляют монтажными ломами. Выверку по вертикали производят укороченными подкосами, ориентируясь на рейку или линейку-отвес (рис. 8.21, а, б);
снимают стропы, производят проектное закрепление панели сваркой;
производят герметизацию вертикального стыка;
устанавливают опалубку и производят омоноличивание вертикального стыка.

Рис. 8.21. Установка и выверка стеновых панелей с помощью: а угловых шаблонов и линейки отвеса; б, в подкосов, штанг-шаблонов; 1 линейка-отвес; 2 шаблоны; 3 подкос; 4 базовая панель; 5 штанг-шаблоны; 6 лента с фиксаторами
МОНТАЖ ВНУТРЕННИХ ПАНЕЛЕЙ. Кроме установки свободным методом с выверкой подкосами используют ограниченно-свободный метод с применением стальной ленты с фиксаторами (упорами) и штанг-шаблонов. В качестве базового элемента может быть использована тщательно выверенная базовая панель (рис. 8.21, в).
По перекрытию раскатывают стальные ленты с отверстиями, в которых закрепляют упоры, фиксирующие положения низа поперечных стеновых панелей. Верх или среднюю часть панелей фиксируют от базового элемента горизонтальными связями.
Наличие постоянного размера между фиксирующими устройствами связей или штанг обеспечивает принудительное приведение верха стеновой панели в проектное положение, и выверка панели по вертикали не производится.
8.9.2. Монтаж крупноблочных зданий
Монтаж стеновых блоков и других конструкций крупноблочного здания (рис. 8.22) осуществляют по следующей схеме:
переносят на этаж разбивочные оси, размечают положение сантехнических кабин и других элементов;
устанавливают угловые и через 10...15 м маячные блоки, по внутренним граням которых на высоте 0,7...1,0 м натягивают причальный шнур;
монтируют простеночные блоки и блоки торцовых стен, выверяя их по причалке и рейке-отвесу;
по истечении времени, необходимого для затвердевания раствора, между простеночными устанавливают подоконные блоки;
монтируют блоки внутренних стен, блоки-перемычки, перегородки, сантехнические кабины, лестничные марши и другие элементы;
начиная от лестничной клетки укладывают плиты перекрытия.
Рабочий процесс по установке блока состоит из следующих технологических операций:
подготовка места для укладки растворной постели смачивание опорной поверхности, установка на растворе двух деревянных или растворных марок;
укладка растворной постели;
установка блока на подготовленную постель с выверкой по шнуру-причалке и его выверка;
сварка закладных деталей и залелка швов

Рис. 8.22. Монтаж сборных конструкций крупноблочных зданий: а, б заделка стыков блоков с навесных площадок или люлек; в монтаж несущих и ограждающих конструкций; г последовательность установки элементов
Заделку вертикальных закрытых стыков подоконных и внутренних стеновых блоков выполняют раствором или мелкозернистой бетонной смесью, загружая ее сверху и уплотняя вибратором с гибким валом.
С фасада стыки наружных стен герметизируют упругими прокладками и расшивают нетвердеющими мастиками с навесных площадок или люлек (см. рис. 8.22).
8.9.3. Монтаж объемно-блочных зданий
Объемно-блочное домостроение сборка зданий из изготовленных, полностью отделанных и оборудованных в заводских условиях объемных элементов. По конструктивному использованию различают блоки типа «стакан», «колпак», «лежачий стакан» (рис. 8.23).
При возведении зданий из объемно-блочных элементов значительно упрощаются операции по выверке и монтажу, особенно если при установке отсутствуют работы по стыковке коммуникаций. Широко распространен способ монтажа двух параллельных рядов объемных блоков в пределах одного этажа.
Объемные блоки могут устанавливаться через ячейку, а промежутки между ними заполняться стеновыми панелями (рис. 8.23. д), что благотворно отражается на себестоимости продукции.

Рис. 8.23. Монтаж объемных блоков: а, б, в конструкции блоков «стакан», «колпак», «лежачий стакан»; г, д установка блоков вплотную друг к другу и через ячейку; е работа монтажников по наведению и установке блока
Блоки монтируют поэтажно «на себя». Более рационально сначала установить объемные блоки на весь этаж, а затем уже доборные элементы. Стыки между блоками заделывают изоляционными материалами, а швы по фасаду герметиками и мастиками.
8.9.3. Монтаж объемных конструкций, плит перекрытий, перегородок, элементов лестничных клеток
Ствол мусоропровода собирают по ходу возведения здания с отставанием на один этаж. Установленную трубу выверяют по вертикали и закрепляют клиньями в отверстии лестничной клетки. Стык зачеканивают сначала паклей, а затем раствором.
Вентиляционные блоки монтируют после возведения стен на высоту этажа. Два монтажника, устанавливая блок, следят за точным совмещением каналов у верхнего и нижнего боков. Отклонение в плане и от вертикали монтажники устраняют, перемещая блок ломиками. После сварки закладных деталей выполняют расстроповку и зачистку полостей каналов от попавшего раствора.
Санитарно-технические кабины устанавливают по слою песка на перекрытии в такой последовательности: подготавливают, стропят и подают кабину к месту установки; очищают место установки кабины и устраивают постель из песка; принимают, ориентируют и устанавливают кабину; перемещают кабину в проектное положение и расстроповывают. Санитарно-технические кабины в плане устанавливают по рискам (рис. 8.24, а). При установке кабин канализационные и водопроводные стояки тщательно совмещают с соответствующими стояками расположенных ниже кабин. Подсоединение стояков производят через монтажный люк, не заходя в кабину. Выверку кабин по вертикали выполняют с помощью рейки-отвеса. Выверку в плане производят ломиками при натянутых стропах. Для расстроповки используют лестницы-стремянки.
Лифтовые шахты устанавливают на предварительно расстеленную растворную постель в такой последовательности:
снимают щиты, закрывающие отверстие лифтовой шахты, проверяют, огражден ли дверной проем;
устраивают растворную постель под элементы шахты лифта. С одной из длинных сторон шахты в постель втапливают две марки, верх которых соответствует монтажному горизонту, а с противоположной стороны два клина, верх которых должен находиться несколько выше отметки монтажного горизонта;
устанавливают шахту, совмещая риски, нанесенные на стенки шахты и плиты перекрытия;
ориентируясь по рейке-отвесу и постепенно выталкивая клинья, придают лифтовой шахте проектное положение (рис. 8.24, б), после чего проводят расстроповку конструкции;
с некоторым отставанием от монтажного цикла закрепляют положение конструкции, сваривая закладные детали.
До снятия стропов необходимо проверить совместимость порожка лифтовой шахты и пола предлифтовой площадки.
Перемычки в зданиях с каменными стенами укладывают на растворную постель после завершения кладки простенков. Несущие перемычки стропят за монтажные петли и устанавливают краном. Рядовые перемычки можно устанавливать вручную. Укладывая перемычки, проверяют точность их установки по вертикальным отметкам, глубину заделки концов и горизонтальность.
Монтаж плит перекрытий (рис. 8.24, в) выполняют после завершения кладки, установки перегородок, подготовки под полы. До монтажа опорные поверхности стен проверяют нивелиром и при необходимости выравнивают стяжкой.
При укладке первой плиты два монтажника находятся на подмостях, а затем на перекрытии, располагаясь по одному у опор монтируемой плиты. Они принимают поданную плиту, разворачивают ее при необходимости и наводят на опорные поверхности стены. При укладке следят, чтобы потолок помещения был горизонтальным, перепады по высоте не превышали 3 мм. Если уложенную конструкцию необходимо переложить, ее поднимают, очищают от раствора и укладывают заново.
Швы между плитами заделывают раствором, а места сопряжения со стенами и торцы бетоном или раствором. Смежные плиты скрепляют между собой за монтажные петли.
При опирании пустотных настилов на наружные стены пустоты в них обязательно заполняют бетонными пробками или легкой бетонной смесью на глубину до 120 мм. Также заделывают пустоты в плитах, опирающихся на внутренние стены, начиная с третьего перекрытия от верха здания и ниже, и в перекрытиях, над которыми расположено 10 и более этажей. Такая заделка необходима для предохранения опорных частей опорных плит перекрытия от разрушения под давлением верхних этажей.
Крупноразмерные перегородки (рис. 8.24, г) устанавливают краном, выверяют с помощью рейки-отвеса, временно закрепляют монтажными опорами.
До начала монтажа лестничных площадок проверяют их размеры, укладывают слой раствора и краном подают лестничную площадку. Уложив площадку, проверяют ее горизонтальность и вертикальность с площадками нижних этажей. Расстояние между площадками проверяют деревянными шаблонами, имеющими форму косоура (рис. 8.24, д).
После выверки положения площадок монтируют лестничные марши. Лестничный марш подают с помощью четырехветвенного стопа с двумя укороченными ветвями, придающими при подъеме наклон. При укладке марша проверяют точность опирания на полки площадок и горизонтальность ступеней. После расстроповки сваривают закладные детали и устанавливают временные ограждения марша и площадки.
К монтажу балконных плит приступают по всей длине захватки после возведения стен и укладки перекрытия над этажом. Временное крепление балконных плит выполняют с помощью инвентарных устройств или раздвижных стоек-упоров, опирая их на балконные плиты нижних этажей.

Рис. 8.24. Установка сборных железобетонных элементов: а, б - объемных сантехнических кабин и лифтовых шахт; в плит перекрытия; г перегородок; д, е разметка мест установки и ограждение лестничных маршей
8.10. Монтаж металлических конструкций

Рис. 8.25. Фундаменты под металлические колонны: а с опорными ребрами; 6 с выверенной бетонной опорой; в с подлитыми строгаными опорными плитами; г выверка опорной плиты с помощью кондуктора; / опоры; 2, 3 выверочный и анкерный болты; 4 рама, 5 опорная плита; 6 подливка
ФУНДАМЕНТЫ ПОД СТАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ. Их изготовляют из монолитного железобетона. В опорные поверхности фундаментов заделывают анкерные болты с нарезкой для навинчивания гаек.
Опорные поверхности фундаментов могут быть подготовлены тремя способами:
с установкой и выверкой опорных рёбер;
тщательным выравниванием бетонного фундамента;
установкой и подливкой стальных опорных плит.
1. При первом способе (рис. 8.25, а) вертикальность установки колонны выверяют путем ее наклона в нужную сторону. После достижения колонной вертикального положения гайки на анкерных болтах затягивают, а под башмак подливают цементный раствор.
2. Положение отметок опорных поверхностей бетонных фундаментов с отклонениями не более 2 мм (рис. 8.25, б) достигается путем закладки фрезерованных опорных деталей. При такой подготовке опорных поверхностей установка колонн заключается в совмещении рисок и закреплении башмаков анкерными болтами.
3. На фундаменты, имеющие в качестве опорных поверхностей выверенные и подлитые предварительно строганые плиты (рис. 8.25, в, г), колонны устанавливают безвыверочным способом. Для этого, установив кондуктором опорные плиты, выполняют их подливку раствором и наносят осевые риски.
ОДНОЭТАЖНЫЕ КОЛОННЫ. Одноэтажные колонны небольшой массы монтируют «на весу», с переводом их из горизонтального положения в вертикальное в воздухе за счет строповки выше и ниже центра тяжести (рис. 8.26, а).
Для подъема тяжелых колонн используют метод «поворота» (рис. 8.26, б). Строповка колонн в этом случае осуществляется выше центра тяжести. Колонну предварительно упирают нижним концом в фундамент и поворачивают, упираясь в него.
Для подъема особо тяжелых колонн может быть применен метод «скольжения» (рис. 8.26, в), когда низ колонны при подъеме скользит по земле.

Рис. 8.26. Методы подъема колон: а «на весу»; б «поворотом»; в «скольжением»
До установки ферм и связей устойчивость колонн обеспечивают затяжкой гаек анкерных болтов и дополнительной установкой расчалок вдоль и поперек ряда. Дополнительные связи могут быть сняты только после установки ферм и постоянных связей.
КОЛОННЫ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ. Их изготовляют с фрезерованными торцами и устанавливают друг на друга без выверки по высоте. Колонны высотой на два или три этажа могут укрупняться непосредственно на объекте.
В связи с небольшой массой их можно монтировать «на весу», используя для строповки рамочные или штыревые захваты в комплексе с укороченной траверсой (рис. 8.27, а).
Колонны устанавливают на строганые плиты, совмещая риски на опорных плитах с рисками на оголовках колонн, выверяют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, закрепляют болтами, после чего окончательно сваривают стыки.
ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ. Их изготовляют двухтаврового типа. Балки длиной до 12 м монтируют в целом виде.
Балки необходимо монтировать сразу же после установки колонн, так как они выполняют роль жестких распорок, обеспечивающих колоннам их устойчивость в плоскости ряда.
Подкрановые балки пролетом 18 м и более изготовляют из 2... 4 частей. В зависимости от грузоподъемности крана их устанавливают целиком, после укрупнения, или отдельными частями с опиранием на временные опоры (рис. 8.27, б).
На опоры устанавливают домкраты, с помощью которых совмещают монтажные стыки частей балок. После оформления стыков домкраты снимают, временные опоры выводят из-под балки.

Рис. 8.27. Укрупнение и установка конструкций: а многоэтажных колон; б подкрановых балок; в ферм; / блоки; 2 траверса; 3 колонна; 4 части подкрановой балки; 5 временная опора
Установленную балку прикрепляют к колонне, выверяют и соединяют болтами с ранее установленной балкой.
При применении балок со строганой нижней кромкой и установке их на строганые опорные плиты консолей колонн необходимость выверки балок по высоте отпадает. В других случаях для выверки балок по высоте используют листовые подкладки.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БАЛКИ И ПРОГОНЫ в гражданских зданиях бывают таврового или двухтаврового сечения.
При укладке балки устанавливают опорными частями на консоли колонн или приваренные к ним опорные фасонки, временно закрепляют монтажными болтами и после выверки окончательно скрепляют с колоннами сваркой.
ПОКРЫТИЕ. Покрытие одноэтажных зданий состоит: из подстропильных, стропильных и фонарных ферм, горизонтальных и вертикальных связей, панелей покрытия или профнастила.
Первая стропильная ферма раскрепляется расчалками, прикрепляемыми к временному якорю или соседним фундаментам. Вторая ферма скрепляется с первой двумя-тремя распорками. Последующие фермы скрепляют с ранее установленными распорками. Связи по поясам ферм устанавливают сразу после их выверки.
В фонарных зданиях стропильные фермы чаще всего устанавливаются вместе с фонарями. Наиболее рациональным методом установки ферм и фонарей является их укрупнение на земле в пространственные блоки, состоящие из двух ферм с фонарями, соединенных распорками и связями (рис. 8.27, в).
Плиты покрытия укладываются по традиционной схеме в направлении от краев к коньку симметрично с двух сторон.
Покрытия промышленных и гражданских зданий с легким металлическим каркасом чаще устраивают из оцинкованного стального или алюминиевого профилированного настила (профнастила) с плитным утеплением из минеральной ваты, пенополистирола или пенополиуретана (рис. 8.28). Обязательным условием такой конструкции является проветривание.
Укладка профнастила ведется в направлении от края пролета к середине. Между собой листы стыкуются внахлестку и крепятся к прогонам болтами-саморезами, электрозаклепками или пристрелкой дюбелями.
В качестве облегченного покрытия используют «сэндвич-панели». Кровельные «сэндвич-панели» заводят при укладке выступами в пазы ранее уложенных панелей. В стык укладывают теплогидро-изоляционные прокладки. К основанию панели крепятся болтами-саморезами и кляммерами. Укладка панелей ведется обычными способами в последовательности, принятой при укладке железобетонных плит.

Рис. 8.28. Легкие металлические покрытия промышленных зданий: а общий вид покрытия; б, в стальной профнастил; г алюминиевый профнастил; д кровельная «сэндвич-панель»; / профнастил; 2 пароизоляция; 3 утеплитель; 4 стяжка; 5 кровельное покрытие
Широкое распространение легких металлических конструкций с эффективным утеплителем позволило внедрить в практику строительства конвейерно-блочный монтаж, т.е. сборку на земле законченных блоков покрытия размером на ячейку и подъем их на проектную отметку кранами или специальными установщиками.

Рис. 8.29. Схема конвейерно-блочного монтажа покрытия: 1 установщик; 2 блок покрытия; 3 траверса; 4 временный тупик; 5 кран; 6 железнодорожная тележка
СТЕНОВЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ. Их выполняют из легких панелей или блоков.
Установка панелей может осуществляться как горизонтальными, так и вертикальными рядами.
В связи с небольшой массой их монтаж может выполняться с помощью автокрана. В связи с заменой сварных соединений болтовыми можно полностью исключить «мокрые» процессы по заделке стыков, что является немаловажным обстоятельством, особенно при выполнении работ в зимнее время.
Фасадные «сэндвич-панели» не требуют дополнительной отделки на объекте, так как покрыты краской или напылением слоя пенополиуретана толщиной до 10 мм.

Рис. 8.30. Монтаж стеновых «сэндвич-панелей»: а поперечное сечение; б установка панели с болтовым креплением; в установка панели с безболтовым креплением; / стеновые панели; 2 болтовые крелления; 3 колонны; 4 тяга; 5 опорный столик; 6 герметический шов; 7 опорный прогон
На рис. 8.30 приведены варианты болтового и безболтового закрепления «сэндвич-панелей». В первом случае показана бескрановая установка мелких стеновых плит с алюминиевым оформлением и утеплением из пенополиуретана. Плиты стянуты жесткими стальными тягами в конструкцию длиной 6 м и установлены на опорные столики колонн.
Во втором случае «сэндвич-панели» длиной, равной шагу колонн, заводят пазом в алюминиевые прогоны и прижимают сверху прогонами следующего яруса. Швы герметизируют нетвердеющими мастиками и уплотнительным шнуром.
БОЛЬШЕРАЗМЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. Их можно собирать на проектных отметках из отдельных элементов, а также на земле с последующим переводом в проектное положение в целом виде.
В зависимости от типа, массы и размеров высотной конструкции применяют следующие методы монтажа:
метод полунавесной сборки,
подъем цельнособранной конструкции,
поворот вокруг опорного шарнира,
возведение конструкции наращиванием с использованием самоподъемного крана (рис. 10.52, а)
подращиванием.
Метод полунавесной сборки. Балки и арки больших пролетов в местах стыков опирают на временные опоры, которые затем переставляются на новые места. Купола обычно монтируют с опиранием несущих элементов на центральную временную опору. При пролетах до 50 м в качестве такой опоры можно использовать башню монтажного крана.
Подъем цельнособранной конструкции. Монтаж структурных покрытий часто осуществляют собранными на земле блоками размерами 12x18, 18x18, 24x24 м. На рис. 8.31, б приведена схема перекрытия здания зального типа размером в плане 54x60 м структурными блоками с профнастилом размером 12 х 18 м.

Рис. 8.31. Монтаж большеразмерных металлических конструкций: а высотных; б, в большепролетных, собираемых на проектных отметках и на земле; 1 высотное сооружение в период монтажа; 2 самоподъемный кран; 3 монтируемый элемент; 4 оттяжки; 5 монтируемый блок; 6 стреловой кран; 7 временные опоры; 8 постоянные опоры; 9 направляющие; 10 выталкиватели
Монтажные работы выполняют в такой последовательности:
-сборка структурного блока и подача его на монтажную площадку,
-установка блока на временные опоры,
-подъем и установка двух следующих блоков,
-сварка стыков блоков и предварительное натяжение их нижних поясов,
-снятие и перестановка временных опор.
Монтаж укрупненных металлических конструкций можно осуществлять методом вертикального подъема двумя синхронно работающими кранами или выталкиванием собранного на земле покрытия гидравлическими выталкивателями (рис. 8.31, в).
8.11. Изготовление и монтаж деревянных конструкций
ДЕРЕВЯННЫЕ СТЕНЫ подразделяются на бревенчатые (рубленые), брусовые, каркасные, щитовые и панельные.
Бревенчатые стены собирают из горизонтальных рядов венцов с прокладкой мха, пакли, других изоляционных материалов.
Для устойчивости через 1,5...2,0 м венцы скрепляют между собой шипами (шкантами) или металлическими нагелями (рис. 8.32). Вследствие усушки древесины стены дают осадку. Поэтому над промежуточными опорами, оконными и дверными коробками оставляют зазоры на осадку. Венцы сопрягают в узлах в чашку или лапу.
При устройстве стен из оцилиндрованных бревен (рис. 8.32, д) венцы скрепляются болтами, паклю заменяют пенополистироль-ной лентой, а в бревнах прорезают пазы для образования организованных трещин.

Рис. 8.32. Возведение бревенчатых стен: о, б рубка угла в чашку и в лапу; в сплачивание венцов деревянными шкантами; г прорезка паза для организованной трещины; д укладка оцилиндро-ванных бревен; 1 шканты; 2 болты; 3 - нагель; 4 теплоизоляционная лента
Брусовые стены собираются из изготовленных на заводе брусьев с деталями их сопряжений. Применяются брусья размерами 10х10...20x20 см. Сечения брусьев и врубки углов приведены на рис. 8.33.

Рис. 8.33. Элементы брусовых стен и способы их соединения: а, б брусья прямоугольного и профилированных сечений;
в, г, д рубка угла в чашку, впритык и в лапу; е установка сжимов; ж соединение брусьев наращиванием
Каркасные стены собирают из отдельных элементов или легких каркасных блоков (рис. 8.34, а), временно раскрепляя подпорками, а затем постоянно верхней обвязкой. Обшивку каркасов снаружи выполняют цементно-стружечными плитами, сайдингом или обшивочными досками. Пространство между обшивками заполняют утеплителем. Для предупреждения проникания к утеплителю водяных паров его защищают пароизоляционным пленочным или рулонным слоем гидроизоляции.
При малоэтажном строительстве стены можно возводить из щитов или панелей (рис. 8.34, б), что позволяет превратить процесс возведения стен в монтажный, состоящий из следующих операций:,
- установка нижней обвязки,
- монтаж щитов или панелей наружных стен и перегородок,
- укладка верхней обвязки,
- укладка щитов (панелей) перекрытий.

Рис. 8.34. Устройство легких деревянных стен: а каркасных; б панельных; 1,2 наружние стеновые панели; 3, 4 панели внутренних стен
КЛЕЕНЫЕ КОНСТРУКЦИИ применяют при покрытии сельскохозяйственных производственных зданий, спортивных и других большепролетных сооружений. Клееные конструкции могут быть армированы, иногда с предварительным натяжением.
Технология монтажа клееных деревянных конструкций практически мало чем отличается от технологической схемы монтажного процесса при установке железобетонных или металлических конструкций. Исключениями являются мероприятия по их защите от увлажнения, пакетная доставка, предупреждение вмятин в местах обхвата стропами и др.
При установке большепролетных клееных конструкций чаще всего используют метод полунавесной сборки. Популярной является схема монтажа трехшарнирных клееных арок, состоящих из двух полуарок. Каждую полуарку заводят пятовым шарниром на опору и путем поворота устанавливают на временную опору до совмещения замковых отверстий верхнего шарнира.
После установки на опоры обеих полуарок закрепляют верхние и нижние шарниры, временно раскрепляют расчалками первую установленную арку, а каждую последующую связывают с предыдущей связями и распорками. После закрепления стыков, установки связей и панелей покрытия арки раскружаливают и по рельсам передвигают опору под следующую арку (рис. 8.35).

Рис. 8.35. Схема монтажа большепролетных клееных деревянных арок: 1 рельсовый путь; 2 транспортное средство; 3 монтажный кран; 4 катучая телескопическая монтажная опора; 5 подмости для монтажа покрытия; 6 боковые монтажные поддерживающие устройства; 7 катучая опора
Клееные арочные конструкции могут монтироваться блоками, состоящими из двух полуарок. Сборка такого блока осуществляется на земле в специальных кондукторах.
8.12. Монтажные работы в экстремальных условиях
Под экстремальными условиями выполнения работ понимаются неординарные климатические условия (отрицательная или высокая положительная температуры среды), а также ограничения, накладываемые на ремонтно-реконструкционные работы.
8.12.1. Особенности выполнения монтажных работ при низкой и высокой температуре окружающей среды.
ЗИМНИЕ УСЛОВИЯ
Сварка конструкций. При закреплении металлических конструкций зимой с помощью сварки повышается скорость охлаждения, увеличивается вероятность появления трещин в швах. Однако качественную сварку при низких температурах можно получить, соблюдая следующие рекомендации:
защита рабочего места сварщика от ветра и снега;
применение наиболее пластичных электродов с основным фто-ристокальциевым покрытием;
зачистка поверхностей и предварительная просушка электродов;
подогрев околошовной зоны до температуры 150...250 °С;
увеличение силы сварочного тока.
Сварочные работы при температуре окружающего воздуха от -30 до -50 "С следует проводить по специальной технологии.
Элементы металлических конструкций могут вмерзнуть в грунт или в лед, перед подъемом их необходимо отогревать и выдалбливать. Применять ударные воздействия на сталь при температуре ниже -25(С запрещается.
При заделке стыков железобетонных конструкций применяют безобогревный, обогревный и комбинированный способы.
Безобогревный способ основан на применении бетонных смесей с противоморозньши добавками-ускорителями твердения бетона.
Обогревный способ применяют в том случае, если задержка в выполнении монтажного процесса недопустима. Предусматривается предварительный отогрев стыка до температуры не ниже 10 °С и последующая его тепловая обработка до приобретения бетоном замоноличивания требуемой прочности.
При применении обогревного способа класс бетона заделки повышается на одну ступень, а бетонную смесь подогревают до 40°С электродным, инфракрасным, индукционным, кондуктивным методами.
Электродный прогрев используют при бетонировании стыков фундаментов стаканного типа с колоннами и крупных блоков. Все открытые поверхности прогреваемых соединений для снижения тепло- и влагопотерь укрывают полимерной пленкой и утепляют опилками, шлаком или матами из минеральной ваты.
Инфракрасный прогрев (рис. 8.36, а, б) позволяет прогревать стыкуемые элементы и бетон заделки с использованием одного оборудования, что определяет его высокую эффективность.
Индукционный прогрев рекомендуется использовать при прогреве малообъемных и густоармированных стыков. Этот способ особенно эффективен при зачеканке узких зазоров, сильно насыщенных металлом, и прогреве стыков колонн железобетонных каркасов многоэтажных зданий.
Кондуктивный прогрев с использованием греющей опалубки также применяют в целях предварительного нагрева стыкуемых поверхностей и прогрева уложенного бетона. Греющая опалубка может иметь различные форму и конструкцию. Чаще всего она бывает в виде асбестошиферных кассет (рис. 8.36, в, г) с проложенной между ними нихромовой проволокой, электронагревателями, греющими проводами и т.п.

Рис. 8.36. Прогрев стыков сборных железобетонных конструкций: а, б инфракрасным излучением; в, г кондуктивным способом; / инфракрасный излучатель; 2 отражатель; 3 металлическая опалубка; 4 греющая кассета; 5 уголок; 6 изолированные провода
Чтобы отказаться от предварительного отогрева стыкуемых элементов иногда используют комбинированный способ, который предусматривает тепловую обработку бетона заделки с введением в состав бетонной смеси противоморозной добавки.
УСЛОВИЯ ЖАРКОГО КЛИМАТА
В районах с жарким климатом производственные затруднения, которые возникают при выполнении монтажных работ, также в основном связаны с устройством стыков:
в связи с значительными суточными и сезонными перепадами температуры в заклепочных и болтовых соединениях должны быть предусмотрены компенсирующие устройства;
в связи с быстрым обезвоживанием бетонной смеси ее следует приготавливать с введением суперпластифицирующих добавок;
смесь должна укладываться в утепленную опалубку.
Особенностью организации выполнения монтажных работ в районах с жарким климатом является необходимость увеличенного по времени обеденного перерыва. Кроме того, места приготовления бетонной смеси, сборки конструкций и рабочие места необходимо защищать от прямого воздействия солнечных лучей за счет устройства навесов, установки передвижных щитов и т.п.
По достижении бетоном заделки прочности 0,5 МПа последующий уход за ним заключается в обеспечении влажностного состояния поверхности за счет устройства влагоемкого покрытия и постоянного поддерживания его во влажном состоянии.
8.12.2. Демонтаж и монтаж сборных элементов при реконструкции зданий.
При реконструкции и ремонте кроме обычных работ выполняют: усиление существующих несущих элементов, демонтаж негодных и монтаж новых несущих конструкций.
Усиление:
- Неразбираемые сборные железобетонные конструкции чаще всего усиливают обоймами, рубашками, наращиванием, используя металлические профили и затяжки.
- Металлические конструкции усиливают путем увеличения их сечения, подведением разгружающих опор, усилением стыковых соединений конструкций и их элементов, предварительным натяжением гибкими затяжками и т.п.
Демонтаж и монтаж конструкций может быть организован по раздельной и комплексной схемам. В первом случае вначале демонтируют все элементы, подлежащие замене, обеспечивают устойчивость соседних конструкций и элементов всего здания, а затем монтируют новые элементы. При комплексной схеме работы по демонтажу и монтажу совмещают, соблюдая условия, обеспечивающие достаточную прочность и устойчивость смежных конструкций и сооружения в целом.
Для выполнения демонтажных и монтажных работ привлекаются специальные, рассчитанные на эксплуатацию в стесненных условиях, короткобазовые стреловые краны, кабельные краны, краны-подъемники. При реконструкции производственных цехов часто используются мостовые краны, оборудованные стреловой или сменной башенно-стреловой частью, и др.

Рис. 8.37. Грузоподъемное оборудование, используемое при реконструкции зданий: а самоходный кабель-кран; б передвижная кран-балка; в кран с шевром; г кран подъемник; д, е мостовые краны, оснащенные стреловым и башенно-стреловым оборудованием; 1 распорка; 2 шевр; 3 тельфер; 4 кран-балка; 5 откидная опора; 6 лебедка; 7 решетчатая стрела; 8 кран-подъемник; 9 монорельс; 10 мостовой кран; // башенный кран

Рис. 8.38. Конвейерная сборка этажей: а фрагмент фасада; б план площадки; 1 монтруемая блок-комната; 2 эстакада; 3 трейлер; 4 кран; 5 сборная площадка; 6 тяги; 7 лебедки
Схемы работы некоторых серийных и специальных грузоподъемных устройств и механизмов, приспособленных для выполнения демонтажных и монтажных работ в стесненных условиях, показаны на рис. 8.37. В местах, недоступных для подхода обычных грузоподъемных средств, могут быть задействованы грузовые вертолеты.
При проведении реконструкционных работ проводят частичную или полную замену конструкций поэлементно или предварительно укрупненными блоками.
Второй вариант часто применяют при реконструкции старого жилого фонда путем надстройки мансардных этажей.
Надстройка здания мансардными этажами подразделяется на два технологических процесса изготовление блоков и их установка. При небольших расстояниях транспортирования блоки рекомендуется изготовлять на заводах ЖБИ, в случае удаленности объектов на расстояние более 25 км на полигоне в непосредственной близости от места монтажа.
Монтаж блоков может осуществляться «на весу» мощными кранами на спецшасси, способными с помощью телескопических стрел поднимать и монтировать конструкции значительной массы.
Однако более предпочтительным представляется монтаж методом надвижки (рис. 8.38), при котором с одного торца здания устанавливается эстакада из усиленных строительных лесов, с другого лебедки.
Стреловым краном мансардные блоки в два ряда устанавливаются на эстакаду и по специальным направляющим лебедками надвигаются к противоположному торцу здания.
Экзаменационные вопросы по дисциплине
"Технология строительных процессов"

Строительная продукция и ее отличительные особенности (II.1).
Классификация строительных процессов (II.2).
Классификация строительных работ (II.2). Определение фронта работ, захватки, делянки, яруса (II.5).
Техническое и тарифное нормирование (II.7).
Методы контроля качества строительно-монтажных работ (II.8), исполнительная документация, отражающая качество работ(II.9).
Водоотлив с основания выемок, понижение УГВ легкими иглофильтрами эжекторным методом и методом электроосмоса (4.3.2.).
Временное крепление вертикальных стенок выемок, естественных откосов, шпунтовые ограждение (4.3.3.).
Искусственные методы закрепления грунтов (4.3.3.).
Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами (4.4.1).
Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами (4.4.2.).
Разработка грунта бульдозерами(4.4.3.).
Разработка грунта скреперами(4.4.3.).
Укладка и уплотнение грунта в насыпь (4.5).
Разработка грунта гидромониторами, земснарядом(4.6).
Намыв пульпы в карты (4.7).
Методы разработки грунтов в зимних условиях (4.8.).
Классификации свай заводского изготовления (5.2).
Схемы проходок сваебойных агрегатов (5.3.7).
Технология забивки свай, определение "залога", "расчетного отказа", технология устройства ростверков (5.3.1).
Погружение свай методами вдавливания (5.3.3.) и завинчивания (5.3.4).
Погружение свай методами подмыва (5.3.5.) и электроосмоса (5.3.6.).
Классификация буронабивных свай (5.4), "сухой" способ устройства буронабивных свай (5.4.1).
Технология устройства буронабивных свай под глинистым раствором и устройство свай с камуфлетной (уширенной) пятой (5.4.1.).
Устройство частотрамбованных (5.4.4.), вибротрамбованных (5.4.3.), пневмонабивных (5.4.2.), грунтобетонных (5.4.3.), песчаных свай (5.4.5.).
Требования, предъявляемые к опалубкам (7.2.2), конструкции опалубки под ленточные фундаменты и фундаменты стаканного типа (7.3 А).
Конструкции мелкощитовых опалубок колонн, балок и плит перекрытий (7.3 А).
Устройство и технология применения объемно-переставной опалубки (7.3 Б).
Устройство и технология применения скользящей опалубки (7.3 Г) .
Горизонтально перемещаемая (катучая) опалубка (7.3 В).
Несъемная опалубка (7.3 Е).
Способы подачи бетонной смеси в блок бетонирования (7.5.5).
Способы уплотнения бетонной смеси при укладке (7.6.3).
Технология бетонирования фундаментов (7.7). Технология бетонирования полов и площадок (7.7). Устройство рабочих швов при бетонировании различных типов конструкций (7.6.4).
Технология бетонирования, колонн, арок (7.7).
Технология вакуумирования монолитных конструкций (7.10 II).
Технология торкретирования, "набрызг-бетон"(7.10 III).
Методы подводного бетонирования (7.10 VI).
Выдерживание бетона методами термоса (7.11.2 II, III).
Электропрогрев бетона: пластинчатыми, полосовыми, стержневыми, плавающими, струнными электродами (7.11.2 IV).
Обогрев монолитных конструкций инфракрасным, индукционным, кондуктивным и конвективным методами прогрева (7.11.2).
Особенности бетонных работ в условиях жаркого климата (7.11.3).
Классификация методов монтажа сборных конструкций (8.2).
Стропы, траверсы, захваты (8.6.).
Технология монтажа фундаментов и колонн одноэтажных промышленных зданий (8.7, 8.8).
Технология монтажа элементов покрытия одноэтажных промышленных зданий (8.8).
Технология монтажа железобетонных элементов каркаса многоэтажных зданий (8.9).
Технология монтажа крупноблочных зданий (8.9.2), монтажа сан.-тех. кабин и шахт лифта (8.9.4).
Методы монтажа стеновых панелей крупнопанельных зданий, средства временного крепления стеновых панелей (8.9.1).
Монтаж зданий из объемных блоков (8.9.3).
Классификация материалов, применяемых в каменной кладке (6.1.2, 6.1.3).
Правила разрезки кладки (6.1.4.), расшивка швов (6.1.1).
Армирование кладки и кладка столбов (6.2.2) и облицовка кладки (6.2.2). Зимние методы кладки (6.6.1).
Технология устройства черепичных кровель, кровель из асбестоцементных листов (гл. 10 [1]).

< f
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·15

Приложенные файлы

  • doc 26767654
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий