Развитие рыночных отношений в строительстве и все более широкое участие будущих жильцов в инвестиционном процессе обусловливает исследование новых и более эффективных технологий в строительной отрасли.
Исследования современных технологий монолитного домостроения проводились на 20 объектах строительства 17-22-этажных монолитных жилых зданий в г.Химки Московской области. Строительство зданий выполнялось ЗАО «Химкинское СМУ МОИС-1».
В качестве примера можно привести строительство 17-этажного монолитного 85-квартирного односекционною жилого дома по Юбилейному пр., д. 4, трех 17-22-этажных жилых домов по ул. Панфилова, д, 4, комплекса жилого дома, магазинов и автостоянок по Юбилейному проспекту, д. 3, жилого комплекса на пересечении Юбилейного проспекта и ул. Лавочкина и т.д. (рис. 1).
При разработке проектов и строительстве многоэтажных монолитных жилых зданий в условиях плотной городской застройки и сложных грунтовых условиях были учтены технологические факторы, соблюдение которых обеспечило высокое качество выполняемых работ и эксплуатационную пригодность зданий и сооружений, попадающих в зону действия строительных работ.
Однако вся сложность заключается в том, что затруднительным является комплексное рассмотрение этих факторов и требований из-за большого разнообразия грунтовых условий площадок строительства и технического состояния зданий, сооружений и инженерных коммуникаций, попадающих в зону строительства.
Поэтому при производстве работ для каждой строительной площадки, кроме указанных в нормативных документах способов производства работ вблизи существующих зданий и особенностей применения щадящих технологий, способы производства отдельных видов работ и типы строительных машин и механизмов выбирались с учетом технического состояния близ расположенных зданий и грунтовых условий площадок строительства.
Особое внимание уделялось особенностям производства земляных работ при устройстве траншей и котлованов, а также особенностям укрепления стен котлованов и траншей. Изучались также эффективные способы водопонижения и дренажа, уплотнения слабых водонасыщенных глинистых и насыпных грунтов. Тщательно изучались особенности проведения земляных работ в зимнее время и способы защиты грунтов оснований от промерзания.
При разработке проектов производства работ (ППР) учитывалось, что ограниченность площадей, выделенных под застройку, создает сложность в полноценном развертывании строительной площадки, невозможности расположения на строительной площадке полного комплекса бытовых и инженерных сооружений, машин и механизмов. В необходимых случаях разработка котлована осуществлялась частями, уступами, начиная с тех зон, где отсутствует примыкание существующих зданий к строительной площадке.
В связи с тем, что дома возводились по индивидуальным проектам, все строительные работы проводились при тесном сотрудничестве проектных и научных организаций. Натурные исследования были начаты еще на стадии выбора площадки под строительство комплекса. Поэтому включали и весь этап проведения инженерно-геологических изысканий, применение эффективных решений по конструкциям зданий, выбор эффективных методов производства строительно-монтажных работ, выбор видов строительных машин и механизмов.
В состав исследований входили детальное инженерно-геологическое исследование грунтов в основании, выбор аффективных методов устройства подземной части зданий в резко меняющемся в пределах одной площадки геологическом строении грунтов, проектирование свайных фундаментов, полевые исследования несущей способности свай, а также весь комплекс работ по бетонированию конструкций зданий.
Сроки строительства зданий составляли больше одного года. Поэтому в зависимости от этапа строительства принимались решения организационно-технологического характера.
Участки территории строительства, подлежащие разработке под котлован, в осенне-зимний период предохранялись от переувлажнения и промерзания путем устройства нагорных канав для отвода поверхностных вод. Котлованы и траншеи предохранялись от промерзания грунта в основании путем недобора грунта и покрытием теплоизоляционными синтетическими материалами. Зачистка основания производилась непосредственно перед устройством фундаментов или укладкой трубопроводов. Землеройные машины работа-пи круглосуточно so избежание промерзания грунта во время перерывов.
Объемы земляных работ на объектах при устройстве подземной автостоянки составляли от 2000 до 11 000 м3. Рытье котлованов осуществлялось с помощью экскаваторов на гусеничном ходу с погрузкой грунта на автосамосвалы. Наблюдения показали, в городских условиях для перевозки грунта на расстояние более 3-5 км экскаваторы одновременно обслуживают до 13-16 самосвалов без значительных простоев. Увеличение грузоподъемности машин от 10 до 15 т при работе в городских условиях (при скорости движения в среднем 
до 25-40 км/ч) дает экономический эффект 5-8 % (рис. 2).
В связи с тем, что многие площадки сложены насыпными грунтами толщиной до 4-6 м и подстилаются водонасыщенными слабыми грунтами, фундаменты выполнялись свайными из забивных железобетонных свай. Только под одно здание было погружено до 450 железобетонных свай длиной от 8 до 12 м. Забивка свай осуществлялась только после пробной забивки, статического и динамического испытаний. Вблизи существующих зданий осуществлялись исследования влияния забивки свай. По результатам этих работ производилась корректировка глубины лидерных скважин и технологических параметров применяемых сваебойных агрегатов.
Проводилось исследование влияния колебаний грунта (при забивке железобетонных свай) на близрасположенное 9-этажное кирпичное здание с помощью сейсмометрической цифровой портативной малоканальной станции, разработанной для инженерно-сейсмометрических задач и сейсмического микрорайонирования.
Согласно методике проводилась пробная регистрация микросейсм на грунте вблизи пункта забивки свай.
Работы показали, что основное воздействие на здание ударов при забивке свай проявляется на верхнем этаже, причем как на частотах, характерных для удара, так и на собственных частотах здания. Доминирующими по ускорениям являются импульсные колебания, ускорения на собственных частотах на порядок слабее.
Было установлено, что амплитуды колебаний различаются по пространственному и конструктивному решению объема, наибольшие различия наблюдаются по высоте и на концентраторах напряжений.
На первом этаже наблюдалось ослабление колебаний (по ускорениям примерно вдвое) по сравнению с грунтом, а на верхнем этаже здания ударные воздействия характеризуются увеличением ускорений примерно вдвое по сравнению с грунтом, различия между верхним и нижним этажом по ускорениям – примерно в 4-5 раз.
Общий анализ полученных данных показал, что производство сваебойных работ не будет вызывать чрезмерных осадок грунтов оснований и деформаций в конструкциях зданий. Поэтому было решено продолжить работы.
Возведение многоэтажных монолитных жилых зданий производилось с использованием современных опалубочных систем «DALLI».
Проведенные работы показали, что при проектировании и изготовлении опалубок были использованы все имеющиеся современные технологии. Основными показателями опалубок являются надежность и долговечность используемых материалов, простота и высокая скорость монтажа, достижение максимальной универсальности систем за счет применения простых и недорогих технических решений и использования минимального набора принадлежностей. Повсеместное распространение получила модульная система опалубки.
Монтаж и демонтаж опалубки можно производить без использования крана, так как рамы щитов (модулей) изготовлены из специальной особо прочной пружинной стали и их вес позволяет работать вручную. Таким образом, системы стальной модульной опалубки стали выгоднее алюминиевой опалубки, так как сравнимы с нею по весу и превосходят ее по качеству и надежности.
Для сокращения времени монтажа и демонтажа элементов опалубки используется специальный замок, соединяющий отдельные элементы между собой.
Еще одна особенность опалубок «DALLI» – высокая унификация (и, соответственно, минимальное количество комплектующих). Для устройства криволинейных поверхностей конструкций можно использовать те же стеновые щиты и принадлежности, которые использовались при заливке прямолинейных поверхностей. Одни и те же щиты, углы, стяжные штыри, гайки, подкосы, направляющие применяются в опалубке стен, колонн, лифтовых шахт, балок, эркеров и т.д. Рабочая поверхность представляет собой деревянную плиту толщиной 21 мм с двусторонним специальным защитным покрытием (360 г/м2). Каждый элемент опалубки можно применять минимум 250 раз при регулярной очистке и смазке.
На основе проведенных исследований была создана технология заливки монолитных стен лифтовых шахт с применением элементов опалубочной системы «DALLI». Применение специальных смазок и усовершенствование технологии использования позволили увеличить кратность использования опалубок «DALLI» в 1,5-2 раза (рис. 3).
Проведенные работы позволили установить следующие основные преимущества опалубки «DALLI»:
1. Модульный принцип, когда все элементы при соединении всегда подходят друг к другу в вертикальном или горизонтальном направлениях.
2. Применение специальных болтовых зажимов.
3. Возможность регулировки монтажа элементов опалубки с точностью до 1 мм.
4. Небольшой вес элементов опалубки позволяет производить ручной монтаж и демонтаж опалубки.
6. Элементы опалубки просты в обслуживании (хранение, смазка, ремонт и т.д.).
7. Универсальность. С помощью «DALLI» можно сделать опалубку для стен, колонн, лифтовых шахт, перекрытий и тд.
8. При монтаже элементы опалубки «DALLI» закрепляются снаружи при помощи стяжного штыря и крыльчатой гайки.
9. Возможность регулировки толщины конструкций, используя одни и те же элементы опалубки.
10. Возможность увеличения объема опалубок без снижения технологичности работ.
Для возведения монолитных многоэтажных жилых зданий использовался бетон класса В20-В30. Качество бетона проверялось от начала приготовления до конца выдерживания. Во избежание вынужденного нарушения технологии до начала бетонирования проверялась готовность всех видов строительной техники, средств малой механизации и условия бесперебойного обеспечения стройплощадки электроэнергией.
До бетонирования осуществлялся входной контроль качества бетонной смеси с определением ее подвижности, температуры и общего качества (расслоение, тип заполнителя, наличие посторонних включений и т.п.), прочности и других требуемых параметров бетона. Особое внимание уделялось тому, чтобы бетонная смесь по прибытии на стройплощадку на момент бетонирования имела температуру не ниже 15 °С.
Были изучены факторы, влияющие на качество и прочность бетона при приготовлении бетонной смеси, в период ее укладки, выдерживания и распалубки, а также процессы развития осадок фундаментов основания здания во времени в зависимости от увеличения нагрузок s процессе строительства.
Бетонная смесь на объекты поставлялась с централизованных бетонных заводов автобетоносмесителям.
Автобетоносмесители имеют оптимальное расположение технологического оборудования на шасси, что обеспечивает регламентированные нагрузки по осям шасси и хорошее сцепление колёс с дорогой.
При использовании этих автобетосмесителей выгрузка осуществляется либо непосредственно в место укладки бетонной смеси, либо в приёмный бункер бетонного насоса, тару и т.п. устройства. Высота загрузки бетонной смеси до 4000 мм.
Количество автобетоносмесителей определялось с учетом городских условий передвижения для каждой смены работ, производительности бетононасоса, объема принимаемой бетонной смеси на захватках и т.д. Проведенные работы показали, что при большом расходе бетонной смеси при устройстве монолитных плитных фундаментов толщиной от 0,7 до 1,2 м эффективным является использование автобетоносмесителей с большим объемом перевозимой бетонной смеси.
Подача бетонной смеси в места укладки производилась стационарными бетононасосами «Putzmeister», предназначенными для работы в жестких условиях эксплуатации и имеющими высокую производительность и надежность (рис. 4).
Стационарные прицепные бетононасосы «Putzmeister» не предназначены для передвижения по автомобильным дорогам. Шасси прицепа рассчитано на перемещение по стройплощадке. Транспортировка насоса с объекта на объект осуществляется грузовым автотранспортом.
Снятие опалубки перекрытия производилось по достижении бетоном прочности не менее 70% проектной прочности. При установке промежуточных опор допускалось уменьшение распалубочной прочности бетона. В этом случае такие показатели, как прочность бетона, свободный пролет перекрытия, число, место и способ установки промежуточных опор были приняты при комплексном их рассмотрении для конкретных участков.
Бетонирование перекрытий производилось по блокам (захваткам) объемом по 24-30 м3. Между блоками в качестве опалубки устанавливалась отсечная сетка перпендикулярно оси бетонирования. Высота сбрасывания бетонной смеси составляла 1-4 м в зависимости от вида бетонируемых конструкций. Бетонная смесь подавалась порциями с таким расчетом, чтобы толщина неуплотненного слоя смеси в конструкции не превышала 25-30 см. Бетонная смесь провибрировалась сразу же до укладки следующей порции. Уплотнение бетонной смеси производилось глубинными вибраторами с гибким валом.
При бетонировании колонн и стен рабочие швы устраивались перпендикулярно их оси по низу и верху плиты перекрытия. До наращивания арматуры колонн и стен поверхность бетона конструкций в области формирования рабочего шва очищалась от цементной пленки, слабых мест и наплывов бетона.
Неопалубленные поверхности колонн и стен непосредственно после окончания бетонирования, а также выпуски арматуры укрывались утеплителем.
В связи с тем, что часть строительных работ производится в зимнее время, изучалась эффективность способа прогрева уложенного в конструкции бетона различными методами. Наиболее эффективным оказалось применение метода электропрогрева с помощью греющих проводов.
Была разработана специальная методика, учитывающая конструктивные особенности зданий и способы и условия производства бетонных работ и типа применяемой опалубки. В зимнее время в бетон добавлялся суперпластификатор С-3 (0,5% от массы цемента) и противоморозная добавка нитрата натрия (2% от массы цемента).
В летнее время с целью избежания влагопотерь свежеуложенного бетона, повышения его прочности, уменьшения трудозатрат по уходу за ним, сокращения сроков распалубки, экономии материально-технических ресурсов на базе ЗАО «Химкинское СМУ МОИС-1» была разработана и успешно применена технология предохранения бетона от обезвоживания с помощью водорастворимых полимеров.
Использование бетононасосов позволило внести изменения в технологию работ по бетонированию конструкций. При изменении высоты зданий от 5 до 20 этажей трудоемкость бетонных работ при использовании бетононасоса «Pulzmeisler» BSA 1407 D по сравнению с краном ХАСО 125 снизилась с 2,75 до 4,1 раза. Экономическая эффективность укладки 1 м3 бетона составила в среднем 100 руб. Сроки строительства отдельных объектов были сокращены на 2,5-4 мес.
Основная часть арматурных работ выполнялась на строительных площадках. Для армирования конструкций в основном использовалась арматурная сталь классов: A-l (A240), A-II (А300), A-lll (A400, А500С,); A-IV (А600) и т.д.
Для контактной сварки арматурных сеток использовали одноточечные контактно-сварочные машины стационарные МТ-1222 (диаметр свариваемой арматуры 10+10 мм) или МТ-2002 (диаметр свариваемой арматуры 20+20 мм), а также подвесные сварочные машины МТП-806 с клещами КТП-8-2, позволяющими сваривать арматуру диаметром до 10+16 мм, или клещами К243В для сварки арматуры диаметром 14+40 мм.
Производство бетонных работ с помощью бетононасосов позволило внести корректировку выбора и эксплуатации кранов. На строительной площадке был установлен один башенный
кран ХАС0125 грузоподъемностью 4,5 т при максимальном вылете стрелы 65 м (рис. 5). В связи с тем, что погрузочно-разгрузочные работы на объекте начинаются с первых дней, кран монтируется на специальную монолитную железобетонную плиту сразу после завершения или параллельно с земляными работами. Максимальная высота подъема 125 м, максимальная скорость перемещения грузовой тележки ЮОм/мин, максимальная скорость подъём а/опускания груза 120 м/мин.
При возведении зданий башенного типа (односекционных) устанавливался один кран, а при строительстве многосекционных зданий – два крана.
Все работы по подъему и опусканию грузов (строительные материалы, инвентарь, опалубка, арматура, оборудование и т.д.) выполнялись с помощью этих кранов.
Высокое качество работ при возведении здания достигалось благодаря организации работ согласно разработанному проекту производства работ и тесному сотрудничеству с научно-исследовательскими организациями.
При строительстве монолитных зданий сроки строительства зависят от правильного составления графиков использования строительных машин в тесной увязке с процессом бетонирования конструкций.
Внедрение современных технологий производства работ обеспечили хорошее качество возводимых конструкций, исключение аварийных ситуаций и непредвиденных материальных затрат и финансовых расходов.
В.Г.ЩЕРБА,
кандидат .технических наук, доцент (ГОУДПО ГАСИС)
Строительство