Лекции и пособия / 3. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ - ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО РОИЗВОДСТВА - 2004_pavlenko_tsp

90

ми над фундаментом или колонной нижележащего этажа. Перед установкой каркаса колонн проверяют и выправляют положение выпусков.

Арматуру балок (прогонов, ригелей) устанавливают готовыми каркасами при помощи кранов.

Если по условиям работ арматуру балок нельзя устанавливать целыми каркасами, то ее собирают рядом с местом укладки непосредственно над опалубкой или в самой опалубке из отдельных стержней или из плоских сварных каркасов, соединяемых хомутами или поперечными стержнями.

Плиты железобетонных перекрытий, как правило, армируют сварными сетками. Армирование плиты покрытий сварными сетками производят укладкой их по опалубке в направлении, указанном в проекте. На опорах сетку укладывают на верхнюю арматуру балок, в пролете – на опалубку с подкладками для образования защитного слоя.

Арматуру стен и перегородок собирают на месте в опалубке, установленной с одной стороны.

5.2. Возведение бетонных и железобетонных конструкций

Бетонную смесь укладывают на подготовленное и расчищенное основание. Перед началом бетонирования проверяют правильность установки опалубки, лесов, арматуры и закладных частей, после чего очищают опалубку и арматуру от мусора и отслаивающейся ржавчины.

Основное из сухих несвязных грунтов или скальных пород перед бетонированием промывают, а оставшуюся на поверхности основания воду удаляют.

Прилегающие к бетону поверхности деревянной опалубки поливают водой, а не затянувшиеся после поливки щели заделывают. Щели и отверстия в металлической опалубке замазывают глиной, гипсом и т.п.

При бетонировании монолитных конструкций с применением вибраторов подвижность укладываемой бетонной смеси определяют осадкой конуса (табл. 5.4).

Таблица 5.4 Зависимость между диаметром бетоновода и крупностью заполнителя

Для надёжного сцепления свежеуложенной бетонной смеси с арматурой последнюю очищают от грязи, отслаивающейся ржавчины и налипших кусков раствора с помощью пескоструйного аппарата или проволочных щеток.

Для прочного соединения ранее уложенного затвердевшего бетона монолитных конструкций и сборных элементов сборно-монолитных конструкций с

91

новым, горизонтальные поверхности перед укладкой бетонной смеси очищают от мусора, грязи и цементной пленки. Вертикальные поверхности очищают от цементной пленки в том случае, если это требуется проектом.

Перед укладкой бетонной смеси на грунт готовят основание: удаляют растительные, торфянистые и прочие грунты органического происхождения, сухой несвязный грунт увлажняют. Переборы заполняют песком и уплотняют. Готовность основания под укладку бетона оформляют актом.

Бетонную смесь, укладываемую в монолитные конструкции, уплотняют вибрированием (виброуплотнением), штыкованием и трамбованием.

Штыкование ведут вручную с помощью шуровок. Из-за трудоемкости и низкой производительности метод применяют в исключительных случаях - при бетонировании тонкостенных и густоармированных конструкций, а также при использовании высокоподвижных (с осадкой конуса более 10 см) и литых смесей, чтобы избежать их расслоения при вибрировании.

Трамбование ведут ручными и пневматическими трамбовками при укладке жестких бетонных смесей в малоармированные конструкции, а также в тех случаях, когда применять вибраторы невозможно из-за отрицательного воздействия вибрации на расположенное вблизи оборудование.

Бетонную смесь вибрируют с помощью внутренних (глубинных), поверхностных и наружных вибраторов. Рабочая часть внутренних вибраторов, погружаемая в бетонную смесь, передает ей колебания через корпус.

Поверхностные вибраторы, устанавливаемые на уплотняемую бетонную смесь, передают ей колебания через рабочую площадку.

Наружные вибраторы, укрепляемые на опалубке при помощи тисков или другого захватного устройства, передают бетонной смеси колебания через опалубку.

Бетонную смесь укладывают горизонтальными слоями и, как правило, по площади всей бетонируемой конструкции. При многослойной укладке для обеспечения монолитности бетонной кладки по всей толщине конструкции, необходимо укладывать свежую смесь на уплотненный слой до того, как начнется процесс схватывания цемента. Толщину слоя, удовлетворяющую данному условию, определяют по формуле:

h = Q t/F,

где Q — интенсивность подачи бетона, м3/ч; t — максимально допустимый срок до перекрытия слоя ранее уложенного бетона, ч; F – площадь бетонируемой конструкции, м2.

Величина t зависит от промежутка времени между затворением и началом схватывания цемента tн.сх. и от продолжительности транспортировки и укладки

бетонной смеси tт,у, t= tн.сх. – tт.у..

Полученная расчетом толщина слоев бетонной смеси должна соответствовать (но не превышать) установленным нормами пределам: при внутреннем вибрировании - длине рабочей части вибратора; при поверхностном вибриро-

92

вании неармированных и армированных одиночной арматурой конструкций - 250 мм; в конструкциях с двойной арматурой — 120 мм. Если размеры конструкции не позволяют соблюсти данное условие, то применяют ступенчатый способ укладки бетонной смеси, при котором значительно сокращается одновременно бетонируемая площадь. Для удобства ведения работ длина «ступени» должна быть не менее 3 м.

Для обеспечения монолитности бетонировать конструкцию желательно непрерывно. Но это возможно лишь при незначительных объёмах работ и в сравнительно простых конструкциях. Во всех остальных случаях перерывы в бетонировании неизбежны. При необходимости перерывов в бетонировании конструкций образуют рабочие швы.

Рабочим швом называют плоскость стыка между затвердевшим и новым бетоном, образованную из-за перерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие слои при перерывах в бетонировании 7ч и более.

Рабочие швы – ослабленное место, поэтому они должны устраиваться в сечениях, где стыки старого и нового бетона не могут отрицательно влиять на прочность конструкции. В колоннах рабочие швы располагают (рис. 5.7, а): на уровне верха фундамента 1, у низа прогонов 2, балок или подкрановых консолей 3, у низа капителей колонн безбалочных перекрытий 4; в рамных конструкциях (рис. 5.7, б) – у верха – между стойками и ригелями рам 5. В балках рабочие швы допускаются в пределах средней части пролета. При бетонировании ребристых перекрытий руководствуются следующим: если бетонирование идет (рис. 5.7, в) по направлению второстепенных балок 6, то рабочий шов должен располагаться в пределах средней трети пролета балок 7, если бетонирование идет (рис. 5.7, г) по направлению прогонов 8,— то в пределах двух средних четвертей пролета балок и плит 9. В безбалочных перекрытиях рабочие швы делают в середине пролета плиты. Во всех случаях плоскость рабочих швов должна быть перпендикулярна к действующим нормальным силам, что обеспечивает работу стыка на сжатие без скола. При укладке нового бетона поверхность стыка очищают от мусора, цементной пленки, промывают струей воды, протирая проволочными щетками, и покрывают цементным раствором или коллоидным клеем. В бункерах, арках, сводах, резервуарах место стыков указывают в проектах. В это место обязательно закладывают короткие стержни арматуры, входящие в старый и новый бетон. Стыки могут иметь фигурное очертание (выступ

— паз и т. п.).

Возобновлять прерванное бетонирование можно после того, как в ранее уложенной бетонной смеси закончится процесс схватывания и бетон приобретет прочность не менее 1,5 МПа и сможет воспринимать незначительное динамическое воздействие без разрушения.

Для надежного сцепления бетона в рабочем шве поверхность ранее уложенного бетона тщательно обрабатывают.

93

Рис. 5.7. Расположение рабочих швов

Кромку схватившегося бетона очищают от цементной пленки и обнажают крупный заполнитель, продувают сжатым воздухом и промывают струей воды, протирая проволочными щетками. Особенно тщательно обрабатывают поверхность бетона вокруг выпусков арматуры. Арматурные стержни очищают от раствора. Очищенную поверхность стыка перед началом бетонирования покрывают цементным раствором такого же состава, как укладываемая бетонная смесь.

При укладке бетонной смеси не допускают ее расслоения. Высота свободного сбрасывания бетонной смеси не должна превышать 3 м; при бетонировании колонн сечением не меньше 400×400 мм при отсутствии перекрещивающихся хомутов арматуры высота свободного сбрасывания в опалубку может быть увеличена до 5 м.

Уплотнение укладываемой бетонной смеси осуществляют при помощи вибратора с соблюдением следующих условий:

-вибрирование бетонной смеси в массивных конструкциях производят внутренними вибраторами; применение поверхностных вибраторов в этом случае допускается только при уплотнении верхнего слоя;

-шаг перестановки внутренних вибраторов не должен превышать полуторного радиуса их действия; шаг перестановки поверхностных вибраторов должен обеспечивать перекрытия площадкой вибраторов уплотненного участка;

-вибратор во время работы не должен касаться арматуры;

94

- продолжительность вибрирования должна обеспечивать достаточное уплотнение бетонной смеси, основными признаками которого служат прекращение оседания и появление на ее поверхности цементного молока.

Схема уплотнения бетонной смеси вибраторами показаны на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Схема уплотнения бетонной смеси внутренним вибратором:

1 – ранее уплотненный слой; 2– уплотняемый слоя; 3 – вибратор; 4– положение вибратора на предыдущей позиции; R – радиус действия вибратора.

Вакуумирование бетона применяют для ускорения производства бетонных работ и оборачиваемости опалубки покрытий и перекрытий зданий, а также для повышения качества поверхностного слоя бетона при бетонировании поло, дорожных покрытий, гидротехнических сооружений и др.

Вакуумирование производят после укладки и вибрирования бетонной смеси; время между уплотнением бетонной смеси и началом вакуумирования не должно превышать 15 минут.

Приборами для вакуумирования служат переносные вакуум-щиты, накладываемые на верхнюю открытую поверхность бетона (бетонные основания и покрытия полов и дорог, плит перекрытий и т.п.) или щитовая вакуумопалубка, входящая в состав вертикальной или наклонной переставной опалубки (стены зданий, перегородки, резервуары, бункера и т.п.).

Вакуумирование осуществляют установкой с двумя группами приборов, работающих поочередно.

Уход за бетоном. Уложенный бетон для предохранения от ненормальных усадок и обеспечения благоприятных условий твердения укрывают и поливают. В сухую погоду бетон на портландцементе поливают в течение не менее 7 суток, на глиноземистом – не менее 3 суток и на прочих цементах, а также с пластифицированными добавками – не менее 14 суток.

Укрытие и оливку начинают не позднее, чем через 10–12 часов после окончания бетонирования, а в жаркую ветреную погоду – через 2–3 часа. Поливку при температуре +15° и выше производят в течение первых трех суток, днем не реже чем через каждые 3 часа и ночью не менее 1 раза; в последующее время – де менее 3 раз в сутки.

95

5.3.Особенности производства работ

взимнее время

При бетонировании в зимних условиях температура укладываемой смеси должна быть выше температуры окружающего воздуха, но не ниже +5°. Прочность бетона монолитных конструкций, выдерживаемого в зимних условиях, должна составлять к моменту его замерзания не менее 50% от проектной, но не менее 5 МПа.

Для выдерживания бетона, уложенного в зимних условиях применяют способы термоса, паро- и электропрогрева, комбинированные способы, а также местные тепляки.

Наиболее эффективен способ термоса, основанный на применении утепленной опалубки и защитного покрытия.

Для расширения области применения способа термоса используют химические добавки, ускоряющие твердение бетона и снижающие температуру замерзания бетонной смеси; используют теплоту талого грунта; применяют цементы высоких марок (500 и выше) и высокотермичные цементы (глиноземистые и др.). Подбирают состав бетонной смеси с наименьшим водоцементным отношением; увеличивают время перемешивания бетонной смеси; тщательно вибрируют бетон; комбинируют способ термоса с периферийным или первоначальным кратковременным обогревом бетона.

Выбор способов бетонирования (табл. 5.5) зависит от характера и массивности конструкции, температуры наружного воздуха, вида цемента, наличия электроэнергии и пара и др.

Массивность конструкции характеризуется модулем поверхности Мп, определяемым по формуле:

Мп = VF ,

где F – охлаждаемая поверхность конструкции, м2; V – объем конструкции, м3.

Транспортирование бетонной смеси. В зимних условиях бетонную смесь транспортируют в утепленной таре, а применяемые для подачи бетонной смеси ленточные конвейеры монтируют в утепленных коробах (галереях). Тару, предназначенную для перевозки бетонной смеси, перед началом работ прогревают паром или горячей водой, а после окончания работ тщательно очищают от остатка бетонной смеси.

Подготовка оснований. Бетонную смесь укладывают на ненамерзшее или прогретое грунтовое основание, которое перед укладкой бетона очищают от снега, наледи, грязи и пр. Каменные и бетонные основания прогревают до положительной температуры на глубину 300 мм инвентарными печами сопротивления, паром или горячим воздухом, подаваемым по шлангам и коробам под легкое укрытие, очищают металлическими щетками или бучардами и промывают подогретым водным 2%-ным раствором соляной кислоты. Прогревание

96

основания теплой водой и обдувание горячим воздухом или паром без устройства укрытия не допускается.

Холодные элементы сооружений (замерзшие бетонные, каменные и другие конструкции), с которыми будет соприкасаться вновь укладываемая новая бетонная смесь, предварительно обогревают до расчетной аппаратуры бетонной смеси. Перед укладкой бетонной смеси на каменное или бетонное основание наносят слой подогретого цементного раствора толщиной 10-15 мм того же состава, что и раствор бетонной смеси. Допускается укладка бетонной смеси на непучащийся мерзлый грунт с принятием мер против замерзания бетона до достижения им необходимой прочности.

Таблица 5.5 Рекомендуемые способы производства бетонных работ в зимних условиях

97

Пропаривание бетона. При бетонировании ребристых перекрытий, балок, прогонов и ригелей для пропаривания применяют паровые рубашки, а при бетонировании вертикальных элементов (колонн и стен) – капиллярную опалубку. Прогрев осуществляется паром низкого давления (до 0,7 атм.) при температуре не более +80° и относительной влажности паровоздушной среды 95– 100%/

Замеры температуры бетона при пропаривании производят в первые 8 часов после его укладки через каждые 2 часа, в последующие 16 часов через 4 часа и в остальное время – через каждые 8 часов.

Повышение температуры бетона производят с интенсивностью, не превышающей 8° в час при прогреве конструкций с модулем поверхности 6 и более и 5° в час при модуле поверхности прогреваемых конструкций менее 6. Скорость остывания бетона после окончания прогрева не должна превышать 8° в час. До укладки бетонной смеси опалубку и арматуру прогревают паром.

Для пропуска пара в верхнюю часть паровой рубашки (рис.5.9) в бетонируемом перекрытии устраивают отверстия размером 100×100 мм из расчета одно отверстие на 10-15 м2 площадки перекрытия.

Применяемая при пропаривании колонн «капиллярная» опалубка представляет собой видоизмененную обычную опалубку, в которой со стороны, обращенной к бетону, страивают узкие каналы, перекрываемые полосками кровельной стали. Для подачи пара вверху колонны, а при высоте ее более 3,5 м и посередине, устраивают деревянные парораспределительный короб, сообщающийся с каждым каналом через отверстия шириной не менее сечения каналов. Пар подают по стальным трубам диаметром 25-50 мм с двух противоположных углов колонны.

Рис.5.9. Схема устройства паровой рубашки ребристого перекрытия:

1– подставки под щиты паровой рубашки; 2– щиты паровой рубашки; 3–толь; 4– утеплитель; 5– паропровод; 6– подшивка паровой рубашки

98

Электропрогрев бетона. Укладываемый бетон прогревают электродным способом или способом электротепляков.

При бетонировании с электропрогревом применяют бетонную смесь с осадкой конуса 30-90 мм и температурой в начале подогрева не ниже +5°.

Для сокращения сроков электропрогрева бетона рекомендуется применять добавки хлористого кальция, а также повышать марку бетона.

Тип электродов принимают в зависимости от вида бетонируемых конструкций.

Струнные электроды применяют при прогреве слабо армированных конструкций – стен и плит толщиной более 200 мм с одиночной арматурой, колонн, рам, балок, а также при периферийном прогреве верхних незащищенных поверхностей массивных фундаментов и бетона, соприкасающегося с промерзшим основанием.

Струнные электроды изготовляют из круглой стали диаметром 8—10 мм или из проволоки диаметром 3—4 мм в две—три нитки, что при меньшем весе дает большую поверхность. Струны укладывают перед бетонированием звеньями длиной 2,5—3 м и тщательно устраняют возможность их соприкасания с арматурой.

Стержневые электроды применяют при прогреве фундамента, балок, колонн, плит толщиной 150—200 мм, густо армированных конструкций, узлов опирания балок на колонны и т.д., а также для периферийного прогрева боковых поверхностей массивных фундаментов. Стержневые электроды изготовляют из коротких обрезков круглой стали диаметров 6 мм.

Прогрев концов балок, заделываемых в замерзшую кладку, производят при помощи пластинчатых электродов, а концов плит – при помощи стержневых электродов. Нашивные электроды применяют при прогреве стен, ленточных фундаментов, при периферийном прогреве массивных конструкций и т.п.

Нашивные электроды изготовляют из круглой стали диаметром 6–8 мм или из полосовой стали толщиной 1,5–2 мм и шириной 30–60 мм и укрепляют на внутренней стороне опалубки вертикальных поверхностей. Токопроводящие кабели присоединяют к выведенным наружу концам электрода.

Расположение электродов в прогреваемой конструкции зависит от вида электродов, величины применяемого напряжения и мощности, необходимой для осуществления заданного режима прогрева. Конструкции должны прогреваться равномерно, а температурный перепад в приэлектродных зонах не должен превышать 1–2° на 10 мм радиуса зоны вокруг электрода.

При электродном способе прогрева бетона применяют ток пониженного (50—106 В) и обычного (220—380 В) напряжения. Прогрев густоармированных конструкций производят, как правило, током пониженного напряжения, а неармированных и мало армированных конструкций с насыщением арматурой не более 50 кг/м3 током обычного напряжения.

99

Глава 6. МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

6.1. Средства механизации монтажных работ

Такелажное оборудование – это различные устройства и приспособления, используемые для подвешивания, подъема, перемещения и установки монтируемых элементов и конструкций в проектное положение. Сюда относят канаты, цепи, стропы, захваты, блоки, полиспасты, домкраты, тали, лебедки, якоря и другое вспомогательное оборудование.

Канаты используют в качестве тяговых органов в грузоподъемных машинах и механизмах для устройства оттяжек, вантов, расчалок, стропов. Применяют стальные, пеньковые и синтетические канаты.

При выборе каната, который работает только на разрыв, допускаемое усилие:

S=Sп/k,

где Sn - разрывное усилие каната в соответствии с паспортом или ГОСТ; k - коэффициент запаса прочности, по нормам Госпроматомнадзора для вантов k=3,5; для полиспастов, грузовых и стреловых кранов с ручным приводом k=4, с механическим -k=5–6; для стропов k=6–8.

Стальные канаты крепят к грузоподъемным механизмам и поднимаемым грузам чаще всего петлей, внутри которой устанавливают коуш (стальное кольцо желобчатого сечения). Концы каната соединяют с помощью сжимов различных конструкций: обыкновенными, клиновыми. Шаг между сжимами определяют расчетом, он должен быть не менее 6 диаметров каната, а длина сращивания - не менее 20 диаметров каната.

Стропы—элементы такелажного оборудования, предназначенные для подвешивания штучных грузов или других грузозахватных устройств к крюку крана (рис. 6.1). Стропы состоят из отрезков стальных канатов с укрепленными на их концах крюками и петлями. Они бывают простые, многоветьевые и полуавтоматические.

Диаметр каната стропа определяется в зависимости от усилия S при подъеме. Усилие это равно:

S=Q/(mn cos α),

где т - число ветвей стропа; Q — масса поднимаемого груза; α — угол наклона стропа к вертикали, проходящей через точку подвески; п—коэффициент неравномерности натяжения стропа при 1–3 ветвях n=1, при 4 и более – n= 0,75.

Конструкцию можно захватывать тросовыми стропами за одну, две и более точек.

Тросовые стропы — наиболее простые и универсальные захватные приспособления, их применяют для подъема фундаментных блоков, колонн, плит, стеновых панелей, лестничных маршей и др. Эти конструкции поднимают также специальными захватными приспособлениями.