Всего лишь несколько лет назад монолитное домостроение в Украине и в других странах СНГ выглядело, мягко говоря, экспериментальным. Новая технология в монолитном домостроении

Мировой опыт строительства показал, что разнообразие архитектурного облика зданий, объемно-планировочных и конструктивных решений обеспечивается монолитным строительством, так как оно является более мобильным, гибким и экономичным. Именно поэтому объемы монолитного строительства в развитых странах мира в настоящее время достигают 55...80%. Всего лишь несколько лет назад монолитное домостроение в Украине и в других странах СНГ выглядело, мягко говоря, экспериментальным. Сам подход к этому виду строительства определялся наличием "фанеры", т.е. опалубки. Если таковая имелась, можно было пробовать монолитный вариант строительства усадебных домов или других типов малоэтажных зданий, не совсем осознавая, сколько неосвоенной науки включает в себя эта область строительства. Были, конечно, исключения, когда в отдельных крупных городах бывшего Союза с привлечением строительных организаций других стран, в единичных случаях, осваивалось строительство монолитных многоэтажных зданий с несущими стенами. Но это были всего лишь отдельные фрагменты на фоне огромной индустрии сборного строительства, в котором архитекторы настойчиво искали пути выхода, будучи привязаны к различным сериям и модулям систем.

И только на юге страны, в зоне повышенной сейсмики, по накату отдавая все же предпочтение серийному строительству, стремились к развитию монолита, где в общем его объеме на переднем плане было малоэтажное строительство зданий до четырех этажей. При строительстве зданий, начиная с пяти этажей и выше, мы вступали в область широкого спектра ограничений действующими сериями кирпичных, крупноблочных и панельных домов с огромной массой нормативных документов, разработанных для их строительства. Даже строительство сборных каркасных зданий в жестких рамках своих допусков находило предпочтение перед строительством зданий с монолитным каркасом; несмотря на то, что возведение сборного каркаса требовало высокого профессионального мастерства для соблюдения всех обозначенных нормами правил. Надо отметить, что в сборном строительстве мы достигли высот. В девяностые годы прошлого столетия, когда сама жизнь заставила переосмыслить многие установившиеся критерии в строительной индустрии, мы стали серьезно задумываться о тех преимуществах, которые несет в себе монолитное строительство. Каким суждено было ему стать? На основании огромного имеющегося научного потенциала и опыта строительства в передовых зарубежных странах было правильно отдано предпочтение монолитно-каркасному строительству, причем в крупных городах строительству многоэтажных зданий. В таких зданиях, где балочная система в перекрытиях просто не приемлема, так как нужны жесткие монолитные диски перекрытий, которые обеспечивают необходимое перераспределение напряжений в каркасе от действующих нагрузок и создают жесткие связи в вертикальных несущих элементах каркаса, была принята монолитно-каркасная система с вертикальными немодульными элементами, объединенными плоскими монолитными поэтажными перекрытиями. Решение каркаса здания именно с плоскими перекрытиями, без капителей в узлах соединений с вертикальными элементами, определило успех этого вида строительства.

В таком варианте исполнения технология устройства перекрытий была избавлена от сложного процесса, связанного с образованием опалубками объема капителей; а жилые помещения - от ненужного рельефа на потолках. Возможность применения монолитного каркаса с безкапительными связями вертикальных элементов с плоскими перекрытиями была определена использованием современных методов расчета несущего каркаса здания, благодаря которым точные расчеты пространственных конструкций обеспечили необходимый запас прочности в армировании таких узлов и, самое главное, позволили отказаться от капителей. Эти предпосылки послужили основой для разработки новой архитектурно-конструктивно-технологической системы строительства многоэтажных монолитно-каркасных жилых зданий, в которой конструкции рационально распределены по своему функциональному назначению - несущей и ограждающей способности. Правильно выбранная основа здания содержит в себе массу возможных конструктивных вариантов ненесущих элементов и создает благоприятные условия для решения вопросов, связанных с экономией расходов материалов и энергоресурсов. Принятая несущая основа здания, представляющая собой монолитный железобетонный каркас из вертикальных колонн и диафрагм жесткостей, объединенных поэтажными монолитными плитами перекрытий, наиболее свободна в плане вариантного проектирования, экономична с точки зрения расхода материалов и энергоресурсов, технологична в строительстве, при котором возможно использовать самые современные методы, и обладает большим потенциалом надежности. Стены в таких зданиях самонесущие, а значит, легкие и менее объемны. Суммарная масса несущих элементов новой архитектурно - конструктивно-технологической системы строительства многоэтажных монолитно - каркасных зданий в несколько раз меньше, чем у кирпичных зданий такой же этажности или из сборного железобетона. При этом мы получаем свободную планировку, новый уровень архитектурных возможностей в решении фасадов зданий, высокую степень надежности и комфортности.

Разворачивая в г. Киеве объемы строительства многоэтажных монолитно-каркасных жилых домов, корпорация "Познякижилстрой" применила новую технологию, которую она отработала при монолитном строительстве зданий и сооружений в г. Москве. Совершенствуя эту технологию на основе проводимых исследований, корпорацией впервые были внесены качественные изменения состояний технологической системы монолитного каркасного многоэтажного жилищного строительства при различных внешних условиях с обоснованием ее концепции как целостной структуры из неоднородных ее составляющих. Комплекс работ по возведению монолитных железобетонных конструкций состоит из специализированных процессов, к которым относятся: • устройство и монтаж опалубки; • заготовка и установка арматуры; • приготовление бетонной смеси; • транспортировка бетонной смеси; • укладка и уплотнение бетонной смеси; • уход за бетоном; • демонтаж опалубки; • геодезический контроль за бетонируемыми конструкциями; • устранение дефектов конструкций после демонтажа опалубки. Арматурные работы являются наиболее трудоемкими и составляют 40...50% общих трудозатрат.

Около 70% работ выполняется вручную непосредственно на стройплощадках. Документация рабочих проектов зданий в монолитном исполнении содержит большое количество проектных решений с неповторяемыми и неунифицируемыми арматурными изделиями. Номенклатура арматуры на одной стройке насчитывает до нескольких тысяч единиц. Снижение трудовых затрат на арматурные работы достигается путем переноса основных заготовительных процессов со стройплощадки в производственные мастерские и арматурный цех. Арматурные заготовки поставляются из производственного цеха на строительную площадку комплектно, в соответствии с заказными спецификациями и графиком производства монолитных железобетонных работ. На строительной площадке арматурные заготовки складируются в последовательности, которая принята для армирования железобетонных конструкций. Для обеспечения непрерывной работы специализированной бригады арматурщиков на строительной площадке создается запас заготовок на три-четыре захватки, согласно их очередности и объему работ каждой захватки. С целью повышения выработки арматурщиков, а также обеспечения высокого качества работ и повышения уровня специализации рабочих, целесообразно арматурные работы на строительной площадке выполнять двумя специализированными бригадами: для выполнения армирования вертикальных железобетонных конструкций и горизонтальных железобетонных конструкций. После завершения арматурных работ перед бетонированием необходимо тщательно проверить выполненные работы согласно проекту и оформить соответствующие акты о приеме скрытых работ.

Основным оборудованием для изготовления отдельных арматурных изделий являются станки-автоматы для правки и резки арматуры и ножницы. Они обладают низкой производительностью и высокой стоимостью, поэтому установка такого оборудования на каждой стройплощадке нецелесообразна. Повышение производительности станков можно добиться за счет электронного управления, многоскоростного привода и сменных приспособлений, обеспечивающих работу при различных технологических условиях. Опыт строительства показывает, что уровень механизации арматурных работ на стройплощадке зависит от степени готовности арматурных изделий, а также оборудования, оснастки и приспособлений, способствующих сокращению ручного труда. В монолитном строительстве механизация производства заключается в том, что трудоемкие работы выполняются с помощью специально подобранных комплектов машин, взаимосвязанных по производительности и другим параметрам. При этом обеспечивается непрерывность производства работ, которое можно рассматривать, как механизированное поточное производство. Применение разрозненных средств механизации не позволяет поднять уровень эффективности арматурных работ. Опалубочные работы занимают второе место по трудоемкости - до 35.. .40%, а их стоимость доходит до 25%. До последнего времени в монолитном строительстве применялась опалубка, изготавливаемая в основном кустарным способом с большими затратами ручного труда.

В среднем трудозатраты на изготовление и монтаж 1 кв. м щитовой опалубки составляют 1,7...1,9 чел./ч, а оборачиваемость не превышает 7...10 оборотов. Основные причины высокой трудоемкости опалубочных работ заключаются в низком техническом уровне, отсутствии необходимого количества надежной многооборачиваемой инвентарной опалубки, недостаточном качестве отдельных ее элементов. Опалубку квалифицируют по функциональному назначению для : • вертикальных железобетонных конструкций; • горизонтальных железобетонных конструкций; • криволинейных и наклонных поверхностей. Существуют опалубки из стали, древесины и фанеры, в последние годы стала применяться опалубка из пластмассы.

Одним из характерных показателей для материала опалубки является величина сцепления бетона с опалубкой: большое сцепление затрудняет работы по распалубке, ухудшает качество бетонных поверхностей и приводит к преждевременному износу опалубочных щитов. Для обеспечения хорошего качества поверхности бетона, простого демонтажа опалубки и чистоты ее поверхности формующие поверхности опалубки выполняют из гладких, плохо смачиваемых материалов, или применяют высококачественные смазки. Исследуя опыт применения опалубки и изучая конструктивные решения, корпорация совершенствует, разрабатывает и использует новые типы узлов и элементов опалубки с точки зрения их надежности, снижения трудозатрат на монтаж и демонтаж опалубки. , В зимнее время бетонные работы составляют более 40% от общего объема. Существующие системы опалубки невозможно применять в технологии зимнего бетонирования, так как не обеспечиваются нормальные условия для твердения бетона отдельных конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха. Поэтому зимой для отдельных видов конструкций используются греющие щиты. Применяются также и другие методы термообработки бетона с дополнительным утеплением опалубки, которые являются важным резервом повышения эффективности и качества производства. Бетонные работы требуют тщательного выполнения комплекса работ в определенной последовательности. Для получения качественных железобетонных конструкций необходимо применять бетонную смесь, обладающую свойствами, соответствующими технологии.

Прежде всего - это удобоукладываемость, подвижность и водоудерживающая способность. Вся бетонная смесь для каркаса строящихся зданий поступает от завода ЖБИ им. Ковальской, который имеет возможность обеспечивать одновременно несколько строительных площадок, расположенных в радиусе 30...35 км. Для перевозки смеси широко используется автобетоносмесители емкостью 4-8 куб. м. Бетонирование является одним из наиболее ответственных этапов возведения монолитных железобетонных конструкций. Затвердевший бетон трудно поддается исправлению, поэтому работы, связанные с бетонированием, выполняются особо тщательно. Бетонная смесь не только должна заполнить опалубку, принять ее конфигурацию и размеры, но и обеспечить получение высококачественной бетонной конструкции. Высококачественную железобетонную конструкцию можно получить при эффективном уплотнении бетонной смеси и создании оптимальных условий твердения бетона. По способу возведения и конструкциям при укладке применяют глубинные и поверхностные вибраторы.

Существующая технология бетонных работ нуждается в совершенствовании, и в первую очередь, в создании системного парка техники. Зарубежный опыт свидетельствует о неполном решении этой проблемы. Ни одна из фирм, выпускающих строительную технику, не производит полный комплект средств механизации; согласование же машин и механизмов разных фирм представляет собой сложную задачу ввиду .различия показателей производительности, несовместимости стандартов и так далее. Бетонирование монолитных железобетонных конструкций состоит из двух этапов работ: подготовительного и основного. На подготовительном этапе тщательно проверяется качество предшествующих работ и уровень готовности захватки к бетонированию.

Перед бетонированием подготавливают необходимый ручной инвентарь, электрические инструменты и механизмы. Очищают, а при необходимости промывают водой и продувают сжатым воздухом места укладки бетонной смеси. На бетонируемой захватке расставляют вибраторы, лопаты, скребки, гладилки, устраивают ограждения и защитные козырьки для обеспечения безопасных условий труда. Основные работы выполняются в следующей, четко выполняемой последовательности: • прием бетонной смеси на строительной площадке; • проверка ее качества; • укладка и уплотнение бетонной смеси; • уход за бетоном; Для получения высококачественной конструкции необходимо использовать качественные материалы, правильно подобрать состав бетонной смеси, обеспечить современную технологию укладки и уплотнения бетонной смеси и создать оптимальные условия для твердения бетона. При поступлении бетонной смеси в автобетоновозах на строительную площадку инженер стройки организует немедленную выгрузку смеси. Перед приемом бетонной смеси инженер по бетонным работам проверяет непосредственно на строительной площадке температуру поставляемой бетонной смеси и ее подвижность, (удобоукладываемость) с помощью стандартного конуса. Если после перемешивания в бочке автобетоновоза подвижность бетонной смеси не соответствует проектной, инженер по бетонным работам отправляет бетонную смесь обратно на завод. Мы категорически запрещаем добавлять воду в бетонную смесь на объектах. Для организации непрерывного приема бетонной смеси за день до начала бетонирования инженер стройки дает заявку на бетонный завод о поставке смеси с указанием начала бетонирования, общего объема бетонной смеси и интервала поставки автобетоновозов на строительную площадку.

В бетонируемые конструкции бетонная смесь подается башенным краном в инвентарных бадьях (бункерах) емкостью 1,0 куб. м. Время приема одной бадьи с бетонной смесью при бетонировании перекрытия не превышает 5...7 мин., а при бетонировании вертикальных конструкций - 8...10 мин. Оптимальный состав бригады бетонщиков - шесть-восемь человек, из которых один принимает бетонную смесь из автобетоновоза в бадью, три-четыре человека принимают бетонную смесь на перекрытия, а два-три человека принимают бетонную смесь в вертикальные конструкции. Так как прием бетонной смеси в вертикальные конструкции требует больше времени, чем при бетонировании перекрытий, рекомендуется сначала бетонировать перекрытия, а последнюю бадью с каждого автобетоносмесителя использовать для бетонирования вертикальных конструкций. Это позволяет уменьшить время разгрузки бетонной смеси с одного автобетоносмесителя и при этом увеличить количество рейсов. При бетонировании вертикальных конструкций в пределах одной захватки одновременно бетонируются две-три вертикальные конструкции послойно (по 400...500 мм) по всей длине, при этом время разгрузки одной бадьи в вертикальные конструкции можно уменьшать до 5...6 мин. • Бетонная смесь укладывается в бетонируемые конструкции слоями одинаковой толщины без разрывов, с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях. При уплотнении бетонной смеси не допускается опирание вибраторов на арматуру, закладные детали и элементы крепления опалубки. Глубина погружения вибратора (глубинного) в бетонную смесь предыдущего слоя составляет не менее 50...100 мм.

Верхний уровень бетона вертикальных конструкций должен быть ниже верха щитов опалубки не менее чем на 100 мм. В начальный период твердения бетона, бетонируемые конструкции защищаются от попадания атмосферных осадков или потерь влаги, а в последующем поддерживается температурно-влажностный режим с созданием условий, обеспечивающих нормальное нарастание прочности. Непрерывное бетонирование обеспечивает наилучшее качество монолитных железобетонных конструкций, однако по технологическим и организационным причинам оно не всегда возможно, поэтому, как правило, проектом предусматриваются в плитах рабочие швы. Рабочий шов бетона образуется, когда последующий слой бетонной смеси укладывают при полностью затвердевшем предыдущем слое. Рабочий шов бетона отличается тем, что величина сцепления нового бетона со старым значительно ниже, чем в бетоне без шва, и вследствие этого уменьшается морозостойкость, водонепроницаемость, а также ухудшается внешний вид конструкции. Для уменьшения влияния отрицательных качеств рабочих швов на эксплуатационные свойства железобетонных конструкций тщательно обрабатывается поверхность шва перед укладкой свежей бетонной смеси. Для этого с поверхности шва удаляют рыхлые слои бетона и цементной пленки, по всей длине рабочего шва выполняют насечку, очищают от грязи, промывают и продувают сжатым воздухом. Поверхность рабочего шва увлажняют, при необходимости шов обрабатывают цементным раствором, что обеспечивает требуемую прочность и улучшает эксплуатационные качества монолитных железобетонных конструкций.

Для контроля прочности бетона производится отбор контрольных образцов с каждых 20 куб. м бетонной смеси. Отбор производит специально проинструктированный рабочий, принимающий бетонную смесь из автобетоносмесителя в бадьи. Рекомендуется для отбора образцов брать тщательно перемешанную смесь из трех-четырех бадей. Реализацией результатов исследований в практику строительства установлено, что при возведении многоэтажных монолитно-каркасных жилых железобетонных зданий уменьшается трудоемкость, повышается производительность монтажных механизмов и, соответственно, эффективность строительно-монтажных работ. Использованием прогрессивных технологий при возведении новой архитектурно-конструктивно-технологической системы строительства многоэтажных монолитно-каркасных зданий в сочетании с применением эффективных конструкций достигнуто снижение материалоемкости, стоимости и энергозатрат при строительстве и эксплуатации зданий.