книги / Технология возведения зданий и сооружений

К экстремальным относится и производство бетонных работ на вечно­ мерзлых грунтах. Специфические особенности производства работ заклю­ чаются в следующем.

Очень непродолжительный летний период и длительный зимний с низ­ кими температурами (ниже —25°С) на территориях с вечномерзлыми грунта­ ми заставляют предусматривать специальные меры по хранению инертных материалов и цемента, приготовления и доставки бетонной смеси на объект. Необходимо предусматривать специальные мероприятия при проектирова­ нии технологии производства работ:

■к бетонным смесям необходимо предъявлять повышенные требования по прочности, морозостойкости и водонепроницаемости конструкций, водоце­ ментное отношение должно быть не более 0,4...0,5;

■для ускорения твердения бетона необходимо использовать химические добавки-ускорители. При бетонировании фундаментов необходимо преду­ сматривать возможность миграции солей из бетона в грунт, что может сни­ зить их несущую способность;

■при использовании бетонной смеси без добавок-ускорителей класс бетона должен увеличиваться на технологический коэффициент, учитывающий усло­ вия выдерживания бетона в конструкции, с максимальным значением до 1,67;

■для ускорения твердения бетона в конструкции необходимо применять способ «термоса» с предварительным разогревом бетонной смеси, при необ­ ходимости, с дополнительным электроразогревом конструкций;

■для уменьшения оттаивания вечномерзлого грунта в основании монолит­ ного фундамента целесообразно устраивать теплоизоляционные прослойки путем отсыпки на основание сухого песка с последующей укладкой деревян­ ного брусчатого настила;

■бетонирование конструкций целесообразно проводить без перерывов с тщательным уплотнением бетонной смеси.

Требования по контролю качества аналогичны рассмотренным ранее при производстве бетонных работ в зимнее время.

ГЛАВА 29

ТЕХНОЛОГИЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ

29.1. Общие положения

Реконструкция жилых зданий старой постройки имеет достаточно широ­ кий диапазон для принятия решений — снос; модернизация, встройка, об­ стройка и надстройка нескольких этажей. Важная роль при этом отводится обеспечению заданного уровня капитальности и долговечности всех объемов предназначаемого для реконструкции здания.

Принятие решения является сложной экономической и социальной зада­ чей, так как базируется на ряде важных факторов — степень износа здания, техническое состояние конструктивных элементов, объем капитальных вло­ жений в реконструкцию и возможный эффект, наличие Инвестора, сроки предполагаемой реконструкции, потребность в отселенческом фонде и ряд других.

Целесообразность выполнения реконструкционных работ диктуется мно­ гими факторами, к числу которых относятся архитектурная значимость объ­ екта реконструкции в городской застройке, комфортность расположения в квартале застройки, положение здания в инфраструктуре города (центр, де­ ловая часть, экологически чистый район, промышленный, окраина), удален­ ность от городских транспортных средств, наличие инфраструктуры и т.д. Эти факторы служат элементами предварительной оценки здания, на этом этапе решаются общие вопросы: оставить объект реконструкции в жилом фонде или его перепрофилировать в административное,1офисное, складское, торговое здание.

Основные задачи, решаемые при реконструкции,—увеличение жизненно­ го цикла здания на 70... 100 лет; прирост общей площади жилья; повышение потребительского уровня и качества реконструируемого и вновь возводимо­ го жилища; инженерное переоборудование квартир и помещений с целью повышения комфортности; значительное повышение тепло- и звукоизоляции помещений.

29.2. Разборка и ликвидация зданий и сооружений

Снос зданий, сооружений и их фундаментов. Снос выполняют путем членения их на части (для последующего демонтажа) или обрушением меха­ ническим или взрывным способами. Деревянные строения разбирают, от­ браковывая элементы для последующего их использования.

При членении строения сборные железобетонные конструкции разбирают по схеме сноса, обратной схеме монтажа. Перед началом изъятия элемент освобождают от связей. При разборке каждый отделяемый сборный элемент должен предварительно раскрепляться и занимать устойчивое положение. Сборные элементы, не поддающиеся поэлементному разделению, расчленя­ ют как монолитные.

Монолитные и металлические строения разбирают по специально разра­ ботанной схеме сноса, обеспечивающей устойчивость строения в целом. Членение на блоки разборки начинают со вскрытия арматуры. Затем блок за­ крепляют, после чего режут арматуру и обламывают блок. Металлические элементы срезают после раскрепления. Наибольшая масса железобетонного блока разборки или металлического элемента не должна превышать полови­ ны грузоподъемности крана при наибольшем вылете стрелы.

Поэлементная разборка зданий отвечает экологическим требованиям. Она выполняется значительно медленнее, но при этом обеспечивается выход конструкций, пригодных для вторичного использования. Панели стен, пере­ городок, настилы перекрытий после переработки их на дробильных ком­ плексах дают сырье, пригодное для изготовления неответственных конст­ рукций, материал для оснований под полы, дороги, заполнитель для бетон­ ных полов.

Обрушением экскаваторами с различным навесным оборудованием — шар-молотами, клин-молотами, отбойными молотками, осуществляют снос зданий и сооружений, в том числе всех каменных. Обломки зданий сдвигают в сторону бульдозерами или загружают в транспортные средства. Верти­ кальные части строений для предотвращения разброса обломков по площади следует обрушать внутрь. Иногда обрушение осуществляют также и взрыв­ ным способом.

Взрывной способ позволяет достаточно быстро освободить территорию от результатов взрыва, но при этом вторичным сырьем может быть не более 30% бывших ранее строительных материалов. Кроме этого подготовка к взрыву должна производиться по всему сносимому зданию, а не части его, требуются значительные мероприятия по изоляции прилегающих жилых зданий от воздействия взрыва. Сложна и трудоемка разборка завалов после обрушения конструкций.

Имеющийся опыт показывает, что массовый снос старых зданий не все­ гда является оптимальным решением. Разборка зданий на отдельные элемен­ ты часто требует трудозатрат, которые сопоставимы и даже превышают тру­ дозатраты на новое строительство аналогичного объема. Нарушается эколо­ гия, требуются серьезные капитальные вложения для утилизации отходов и возможного вторичного их использования.

Проведенное обследование полносборных зданий различных серий пока­ зало для многих из них высокую сохранность сварных швов и закладных де­ талей, которые обеспечивают удовлетворительную несущую способность и устойчивость здания в целом. Прочность многих конструкций выше проект­ ных значений на 20...30% за счет использования бетонов с высоким расхо­ дом цемента, увеличения цикла его гидратации. Это касается основания зда­ ний и фундаментов, их несущая способность по современным нормам недо­ использована также на 20...30%. Такое состояние конструкций позволяет сде­ лать вывод о возможности надстройки таких зданий на 1...2 этажа без усиления фундаментов, внутренних несущих стен и других конструктивных элементов.

Здания с кирпичными и крупноблочными стенами по результатам этих обследований по своим физико-техническим характеристикам и техническо­ му состоянию имеют значительный запас прочности, который позволяет их реконструировать с надстройкой этажей. Эти заключения общие, решение о

судьбе каждого конкретного здания должно приниматься после его деталь­ ного обследования и изучения полученных результатов.

Отсоединение или перенос с площадки существующих инженерных се­ тей является важным и обязательным элементом подготовки строительной площадки. В отдельных случаях на подготавливаемой строительной площад­ ке могут быть расположены не только локальные, но и магистральные сети электроснабжения, водопровода, фекальной и ливневой канализации, газо­ провода, теплосети, телефонизации и телевидения. В этих случаях до начала строительства вышеназванные сети должны быть вынесены с пятна застрой­ ки и проложены за пределами площадки, чтобы обеспечить бесперебойное функционирование магистральных сетей.

Первоначальная планировка строительной площадки осуществляется по­ сле выполнения всех рассмотренных ранее подготовительных работ и пред­ шествует работам по подготовке и освоению площадки под котлованом.

29.3. Надстройка мансардных этажей

Самым простым и эффективным техническим решением при реконструк­ ции зданий массовых серий является надстройка мансардных этажей. Совре­ менные решения позволяют выполнять данный вид работ без отселения жиль­ цов. Для возведения мансард могут быть использованы конструктивные эле­ менты, собираемые вручную, изделия полной или частичной заводской готов­ ности. В качестве строительных материалов могут быть использованы дерево, металлы, сборный и монолитный бетон, комбинированные варианты в зависи­ мости от требуемой долговечности и допускаемых стоимостных показателей.

Надстройка мансардных этажей обеспечивает получение дополнитель­ ной жилой площади, стоимость которой не превышает 50% стоимости ново­ го строительства. Имеется возвожность использовать местные строительные и отделочные материалы, отличные от остальных конструкций и материалов надстраиваемого здания, работы могут выполняться без применения крано­ вого оборудования и других дорогостоящих средств механизации работ.

Согласно нормам СНиПа, касающихся мансард, нет необходимости уст­ раивать лифты, если в здании они не предусмотрены, сохраняется сущест­ вующая система мусороудаления, кровля должна решаться с организован­ ным водостоком. Высота помещений должна быть не менее 2,5...2,7 м при минимальной площади помещений, включая кухни не менее 7 м2.

Разрешено выполнять мансардные этажи из деревянных конструкций, что значительно расширяет область мансардного строительства. Хотя древесина несколько снижает общую долговечность здания, но этот легкий и удобный в обработке материал экономически оправдан и целесообразен. Повышение дол­ говечности деревянных конструкций достигается путем пропитки антисепти­ ческими составами, исключающими гниение и появление биовредителей.

Современные технологии позволяют существенно повысить индустри­ альное^ конструкций, устройство мансардных этажей может быть решено в виде сборки из готовых элементов.

Высокой эффективностью обладают решения, базирующиеся на исполь­ зовании деревянных ферм и рам на шпоночных соединениях. Такое решение позволяет иметь различную геометрическую форму верхнего пояса, что су­ щественно расширяет архитектурный облик мансард. Конструкции ферм и их соединений позволяют доставлять на строительную площадку несущие эле­ менты в виде полуферм и полурам, при их незначительной массе имеется воз­ можность их бескрановой сборки непосредственно на рабочих местах. Это по­ вышает индустриальность решений, оптимизирует соответствующие парамет­ ры на стадиях изготовления, транспортирования и монтажа. Затем осуществ­ ляют утепление покрытия минераловатными плитами и монтируют покрытие из металлочерепицы по обрешетке. Конструкция ферм позволяет выполнять надстройку при двухуровневом решении квартир мансардных этажей.

Созданием сборного или монолитного обвязочного пояса по контуру над­ страиваемой части здания представляется возможность проектирования внут­ реннего пространства помещений с различным коэффициентом использования, применение стропильных ферм при разном угле наклона, т.е. оптимизировать внутренние габариты помещения. Для таких решений удачно подходит в каче­ стве несущих элементов кровли шпренгельные деревометаллические фермы, имеющие высокую технологичность сборки и небольшую массу, позволяю­ щую осуществлять их ручную сборку. Для обеспечения ручной сборки исполь­ зуют полуфермы с верхним поясом из доски толщиной 40...50 мм и нижним поясом из арматурной стали диаметром 16...18 м при общей массе до 100 кг. Полуфермы пролетом до 5...6 м соединяют между собой с помощью болтовых соединений в коньковой части и устройством затяжки нижнего пояса. Между горизонтальной частью затяжки устанавливают вкладыши, являющиеся осно­ ванием для устройства перекрытия из дощатого настила.

Существует много вариантов применения древесины для мансардного строительства. Для индустриальной технологии подходят дощато-клееные гнутые рамы двух- и трехшарнирные, что облегчает их изготовление, транс­ портирование и монтаж. Те же рамы из прямолинейных элементов более технологичны в сборке и склейке между собой. Себестоимость клееных кон­ струкций достаточно высока, поэтому их использование целесообразно при массовом производстве для реконструкции целого ряда аналогичных зданий.

Наибольшее распространение получили решения, основанные на исполь­ зовании металлоконструкций благодаря универсальности, надежности и тех­ нологичности их при изготовлении, транспортировании и сборке. Варианты конструктивного решения самые разнообразные. Технология производства работ должна предусматривать разбивку на захватки, ручной или крановый монтаж металлоконструкций на первой и последующих захватках, устройст­

плитами. Для подачи материалов и конструкций используют подъемники, а для бетонной смеси — бетононасосы.

При решении надстройки в монолитных конструкциях применима не­ съемная опалубка из пенополистирольных элементов, бетонирование с ис­ пользованием автобетононасоса, ручная сборка опалубки и вязка арматуры. Аналогичное решение можно получить при использовании мелкощитовой опалубки.

Существует вариант возведения мансардного этажа в блочной, горизон­ тально перемещаемой опалубке. Реализация варианта окажется экономически целесообразной при здании не менее пяти секций, использовании монтажного крана для подачи материалов, ускоренных методах твердения бетона.

Применение штучных конструктивных элементов приводит к достаточно высоким трудозатратам и значительной продолжительности возведения ман­ сардной настройки. Работы выполняют вручную с минимальной механиза­ цией, с максимальными неудобствами для жильцов, которых не выселяют. Сократить сроки работ можно только за счет существенного повышения тех­ нологичности конструктивных элементов, изготовления их сборными, с вы­ сокой степенью заводской готовности. Для успешной реализации принципа сборности необходимо переходить на легкие объемно-блочные строительные системы, с минимальными трудозатратами на возведение и отделку.

В основу конструктивного решения, разработанного Мосэнергостроем, заложен принцип шарнирного соединения плоских элементов объемного блока, обеспечивающий в 4...5 раз снижение транспортных габаритов конст­ рукции за счет ее складывания, что позволяет осуществлять одновременную перевозку 2...3 объемных блоков. Конструкция легко и быстро переводится из транспортного состояния в монтажное благодаря специальному кондукто­ ру. Блок состоит из плоских элементов стенового ограждения, перекрытия и покрытия, стоек и опор, шарнирные соединения позволяют превращать блок перед транспортировкой в параллельно сложенные плоскости.

Размеры блоков принимают равными шагу расположения внутренних сте­ новых панелей для надстраиваемых крупнопанельных и шагу оконных про­ емов для кирпичных зданий. Мансардные блоки изготавливают в заводских условиях размером на полупролет здания с возможностью их болтового кре­ пления на уровне перекрытия, в коньковой и опорной частях стоек. Конст­ рукция блоков предусматривает получение стеновых ограждений в виде многослойной утепленной системы с облицовкой изнутри гипсокартонными листами, а с наружной стороны в виде кровельного покрытия из мелкоштуч­ ных металлических элементов, металлочерепицы по деревянной обрешетке. Потолочные элементы покрытия выполняют в виде тонкостенной монолит­ ной плиты с утеплителем из минераловатных плйт. Для исключения мости­ ков холода выступающие поверхности балочных элементов закрывают ко­ робчатыми утепленными элементами.

29.4. Встроенные системы при реконструкции зданий

Использование встроенных, строительных систем является одним из ме­ тодов, обеспечивающих повышение надежности, долговечности и капиталь­ ности здания. Встроенная система может быть реализована в сборном, моно­ литном и сборно-монолитных вариантах. Главной отличительной особенно­ стью встроенной системы является то, что она имеет самостоятельные фун­ даменты, поэтому сама воспринимает все технологические и эксплуатацион­ ные нагрузки, частично или полностью освобождая от них стеновые ограж­ дающие конструкции. Это позволяет осуществить надстройку здания незави­ симо от несущей способности старых фундаментов и стенового ограждения, значительно сократить объемы работ по укреплению основания, усилению существующих фундаментов и стен.

Использование встроенных систем позволяет создать более рациональ­ ную планировку помещений, обеспечить в них современный комфорт про­ живания, применить прогрессивные материалы и конструкции, осуществлять реконструкцию современными технологиями строительства с необходимым оснащением средствами механизации. Важным является проектирование для реконструируемого здания в стесненных условиях городской застройки не только современных конструкций, но и рациональной технологии производ­ ства работ.

Условия строительной площадки в ряде случаев диктуют технологию производства работ. Невозможность использования башенных кранов тре­ буемой грузоподъемности приводит к варианту монолитных встроенных систем с бескрановым решением подачи материалов и полуфабрикатов в зо­ ну производства работ. Специфика строительной площадки может привести к использованию приставных башенных, самоходных, стационарных и само­ подъемных кранов.

Отсутствие монтажного крана, транспортирование и укладка бетонной смеси бетононасосами приводят к увеличению площади захваток, возраста­ нию потребности в опалубке, а это в свою очередь приводит к появлению длительных технологических перерывов, которые изменяют ритм и последо­ вательность производства работ. В связи с этим снижается уровень механи­ зации, увеличивается себестоимость и трудоемкость работ.

Часто определяющим фактором является многовариантное сравнение и его итог в виде показателей рентабельности и прибыльности проекта. При­ нимается наиболее рациональный конструктивно-технологический вариант при обязательном учете следующих показателей: трудоемкости, продолжи­ тельности производства работ, себестоимости строительства, возможной прибыли от реализации проектного решения и др.

Встроенные системы из сборных железобетонных конструкций. В наибольшей степени для реализации метода встроенного монтажа подходят

здания, имеющие в плане прямоугольную или близкую к ней форму. Обсле­ дование здания позволяет оценить его конструкции и определиться с исполь­ зованием конструктивных схем с полным и неполным встроенным каркасом. Полный встроенный каркас позволяет исключить из загружения ограждаю­ щие стены, что создает предпосылки для выполнения работ по реконструк­ ции не только с полной перепланировкой, но и с надстройкой нескольких этажей. При использовании неполного каркаса, когда частично нагрузка от каркаса передается на наружные стены, возможность надстройки ограничи­ вается несущей способностью фундаментов и стен.

Использование полного каркаса из колонн, ригелей и плит перекрытий является более технологичным по сравнению с существующими методами замены только перекрытий, так как значительно снижаются объемы работ по устройству гнезд опирания, практически не ослабляется несущая способ­ ность стен. Имеется возможность использования плит покрытия разной дли­ ны, чём обеспечивается более гибкая планировка помещений.

Полный каркас используют в случаях высокой степени износа наружных стен и потери ими несущей способности и в случае надстройки здания не­ сколькими этажами. Шаг расположения колонн при этом согласуется с ша­ гом оконных проемов и принимается кратным им. Исключение из работы наружных стен переводит их в разряд самонесущих, отпадает комплект ра­ бот по их усилению. Усиления стен, увязки их совместной работы с каркасом и даже передачи части нагрузки со стен на каркас можно добиться путем устройства стяжек в уровне перекрытий, пропуская их через специально ос­ тавленные отверстия в колоннах.

В зависимости от физического состояния фундаментов и наружных стен, степени их износа и соответствия их новым нагрузкам, в том числе с учетом надстройки, принимается решение об их усилении, усилении основания под фундаментами или об устройстве новых фундаментов под каркас здания.

Для каждого реконструируемого здания требуется своя номенклатура сборных изделий, часто отличная от выпускаемых промышленностью. Увя­ зать выпускаемое с требуемым для конкретных объектов вполне реально при использовании гибких технологий. Для изготовления колонн и ригелей могут использоваться переналаживаемые формы, обеспечивающие в широком диа­ пазоне получение заданных типоразмеров конструкций.

Технология встроенного монтажа предусматривает полный демонтаж перекрытий, перегородок и других элементов, оставляя только наружные не­ сущие стены и, что реже, стены лестничных клеток. За захватку целесооб­ разно принимать отдельную секцию здания. При поточном методе возведе­ ния встроенного неполного каркаса (наружные продольные стены несут на­ грузку от каркаса) целесообразно иметь четыре самостоятельных потока:

■устройство фундаментов под средний, продольный ряд колонн;

■подготовка опор под ригели в наружных кирпичных стенах;