Конспекты лекций
Вводная лекция
Основные понятия и положения
“Основы строительного дела” – одна из дисциплин учебного плана подготовки специалистов высшей квалификации по специальности “Экономист-менеджер” в области строительства. К началу изучения этой дисциплины студенты ознакомлены со многими другими, что позволяет им осознанно и последовательно освоить рассматриваемую дисциплину и подготовить базу для изучения в последующем финансовых, экономических и управленческих дисциплин с учетом специфики строительного производства.
Эта дисциплина для менеджеров может показаться не столь обязательной, как другие, но это только на первый взгляд, ведь в любом случае производственная деятельность менеджера предполагает профессиональную деятельность в области управления социальной системой, направленную на достижение поставленной цели. В привязке к менеджменту в строительстве нам представляется справедливым рассматривать ее (деятельность) как совокупность принципов, методов, средств и форм управления производством с целью повышения его эффективности и прибыльности.
При таком подходе к понятию менеджмента нельзя не согласиться, что менеджмент как наука должен базироваться на сумме знаний в области техники, технологии, механизации, экономики, экологии, психологии, социологии, организации и других наук, так или иначе характеризующих объект управления. Процесс принятия управленческих решений должен строится не только на основе общих концепций, принципов, методов, но и обязательно с учетом специфики объекта управления. Внутренним содержанием объекта управления в строительстве являются в значительной мере технология строительных процессов, средства механизации строительного производства, организация строительства.
Все эти составляющие должны рассматриваться как важнейшие факторы снижения затрат труда, ресурсов и в конечном счете снижения стоимости строительства при обеспечении заданных потребительских свойств конечной продукции (способность выполнять функциональное назначение, долговечность, эстетическое восприятие и т. д.) и абсолютной безопасности персонала в процессе выполнения этих работ. Знание перечисленных факторов должно служить экономисту-менеджеру основой для принятия экономических решений в области ценообразования и сметного дела, нормирования труда и заработной платы, организации строительства.
Экономист-менеджер строительного профиля должен быть специалистом, способным использовать экономические знания в конкретной отрасли – капитальном строительстве. Для этого надо иметь представление о видах строительных работ, способах их выполнения, строительных машинах и механизмах, используемых на строительстве. Он должен уметь подсчитать объемы выполняемых работ, выбрать технически обоснованный и экономически целесообразный вид механизма для выполнения тех или иных видов строительных работ, определить ресурсную потребность работ, в том числе их трудоемкость и, наконец, владеть профессиональной инженерной лексикой. Поэтому изучение дисциплины “Основы строительного дела” необходимо для умелого использования экономических знаний при решении конкретных экономических задач.
Поскольку в рассматриваемой дисциплине даются только основы строительного дела, то большинство рассматриваемых вопросов будут представлены в достаточно общем виде, без подробностей, необходимых непосредственному производителю работ. Основные вопросы дисциплины – это технология строительного производства, как совокупность методов выполнения строительных и монтажных работ, это строительные машины и механизмы, используемые при выполнении строительных работ, их назначение, принципиальное устройства, технологические возможности, наконец, это основы организации строительно-монтажных работ на уровне «звено-бригада».
Говоря о технологии строительного производства, строители имеют в виду, как правило, две его составляющие: технологию возведения зданий и сооружений и технологию выполнения строительных процессов. Технология возведения зданий предполагает изучение порядка выполнения строительных процессов при возведения здания или сооружения в целом, технология строительных процессов – правила выполнения отдельных строительных работ и процессов. Объем информации о технологии возведения зданий существенным образом зависит от типов рассматриваемых зданий и может быть очень значительным, но независимо от вида строительства технология возведения зданий предполагает выполнение строительно-монтажных работ в два этапа:
· период организационно-технической подготовки;
· основной период строительства.
Организационно-техническая подготовка включает:
· организационную подготовку;
· техническую (инженерную) подготовку;
· технологическую подготовку.
К организационной подготовке относится получение от заказчика проектно-сметной документации, рассмотрение ее, организация авторского надзора, получение дополнительных разрешений и согласований от служб различных надзоров, составление проекта производства работ. Эта часть подготовки относится к деятельности заказчика и генерального подрядчика.
Техническая (инженерная) подготовка строительной площадки предполагает создание условий для возведения качественно и в установленные сроки зданий и сооружений. Она включает в себя в общем случае инженерно-геологические изыскания и создание разбивочной геодезической основы, подготовку территории под застройку, освоение строительной площадки.
Внеплощадочная подготовка - это устройство подъездных путей, инженерных коммуникаций, необходимых для стройки, создание материально-технической базы строительства, сооружение временного жилья для строителей. Для крупных строек в малоосвоенных районах возводятся целые комплексы вспомогательных производств, так называемые "пионерные базы".
Внутриплощадочная подготовка территории под застройку включает расчистку территории, снос старых строений, которые не будут использоваться, срезку и складирование растительного слоя, перекладку коммуникаций, вертикальную планировку и отвод поверхностных вод. В неблагоприятных условиях могут быть произведены выторфовка (удаление торфа), намыв песка, устройство ограждающих дамб, понижение уровня грунтовых вод и т.д.
В состав внутриплощадочной подготовки входит также освоение строительной площадки, включающее ее ограждение, устройство складских площадок и сооружений вспомогательного, бытового назначения, прокладку внутриплощадочных инженерных сетей, временных коммуникаций и дорог. Создается опорная геодезическая сетка, устанавливаются высотные реперы.
Объектная подготовка производится строительной организацией на каждом конкретном объекте после выполнения внеплощадочных и внутриплощадочных работ. Она включает разбивочные работы с устройством обноски, устройство разгрузочных площадок, иногда стендов для укрупненной сборки конструкций и технологического оборудования.
Технологическая подготовка производится одновременно с объектной и технической подготовкой. Она включает подготовку строительных машин, комплектование их сменным оборудованием, оснасткой, такелажными средствами, заготовку построечного инвентаря – лесов, подмостей, бункеров и ящиков для раствора, бетона, кондукторов для монтажных работ, формирование бригад и т.д.
Техническая и технологическая подготовки относятся к общему "подготовительному периоду". Продолжительность подготовительного периода составляет 10...20% от общей продолжительности строительства.
До окончания подготовительных работ основной период строительства, как правило, не начинается. Исключения могут быть для крупных строек, когда площадка осваивается поэтапно и организация подготовительного периода продумана в проекте.
После окончания организационно-технологической подготовки осуществляется основной период строительства, который включает работы подземного цикла, работы надземного цикла, внутренние работы, благоустройство. В цикл подземных работ (нулевой цикл) включают земляные работы, устройство фундаментов, монтаж конструкций подземной части здания, гидроизоляционные работы. Работы надземного цикла: монтаж строительных конструкций, заполнение оконных и дверных проемов, кровельные работы, плотничные и столярные работы, санитарно-технические работы (стояки, вентиляционные короба). Надземная часть здания может быть возведена из кирпича или других мелкоштучных материалов, из сборных конструкций, из монолитного железобетона, комбинированными методами.
Внутренние работы делятся на работы отделочные и специальные. Отделочные работы – это штукатурные, облицовочные, обойные и малярные работы, устройство полов. Специальные работы – это внутренние санитарно-технические и электромонтажные работы, работы по монтажу систем вентиляции, связи, пожаротушения, сигнализации, монтаж технологического оборудования в производственном строительстве, пусконаладочные работы.
Благоустройство – это очистка и планировка территории вокруг здания, озеленение, устройство отмосток, тротуаров и проч.
Выполнение санитарно-технических, электромонтажных и отделочных работ должны быть согласованы с производством общестроительных работ. Например, вводы коммуникаций устраивают в период выполнения работ подземного цикла, санитарно-технические приборы устанавливают во время производства отделочных работ, внутренние отделочные работы выполняются после устройства кровли и т. д.
Наиболее распространенными строительными работами можно считать земляные работы, возведение каменных и монолитных железобетонных конструкций, монтажные, плотничные и столярные, отделочные работы. При разработке проектно-технологической документации на производство строительных работ на конкретном объекте обычно проводится иерархическая декомпозиция работ на более управляемые элементы проекта. Уровень декомпозиции должен обеспечить достаточную степень достоверности принимаемых решений. Такими уровнями для строительных работ являются трудовые (строительные) процессы и рабочие (строительные) операции. То есть имеется ввиду, что каждая работа является результатом выполнения разнообразных строительных процессов, а процессы осуществляются рабочими (строительными) операциями. Все разнообразие строительных процессов обычно классифицируется по следующим признакам:
* технологичности;
* степени механизированности;
* сложности.
По признаку технологичности строительные процессы могут быть разделены на основные, вспомогательные, транспортные. Основные – это процессы по непосредственному возведению конструкций и выполнению работ, например, монтаж конструкций, кладка кирпичной стены, ее штукатурка и т. д.
К вспомогательным процессам относятся процессы, обеспечивающие возможность выполнения основных процессов, но результатом которых не является готовая строительная продукция. Нивелировка основания и установка маячков при монтаже стеновых панелей, устройство подмостей и лесов при кладке кирпичных стен, приготовление раствора при штукатурке и им подобные процессы могут быть отнесены к вспомогательным. При этом одни и те же процессы для разных условий могут быть отнесены и к основным и к вспомогательным. Например, приготовление кладочного раствора в условиях строительной площадки – это процесс вспомогательный, на заводе, растворо-бетонном узле – это процесс основной.
И, наконец, транспортные процессы – это процессы, связанные с доставкой материалов и деталей к рабочему месту, причем имеются в виду как процессы, выполненные за пределами строительной площадки, внешним транспортом, так и процессы по перемещению материалов и конструкций в пределах строительной площадки – внутриплощадочными транспортными средствами.
По степени механизированности строительные процессы делятся на механизи葀ованные, полумеханизированные и ручные. Механизированными называют процессы, выполнӏемые с помощью машин (монтаж0констр䑃кций подъемным краном,0рытье траншеи экскаватор䐾м, засыпка грунта и планировка площадки0бульдозером и др.)Ю Рабочие здесь лишь управляют машинами и обслуживают их. Полумеханизированные процессы характеризуются тем, что наряду с применением машин используется ручной труд. Ручные процессы выполняются либо вовсе без инструментов (наиболее характерный пример – ручная погрузка-разгрузка и переноска), либо с применением простейших инструментов (лопата, лом, топор, и т. п.).
Естественно стремление участников строительного процесса отказаться от использования ручного труда, перенести как можно больше процессов в заводские условия, где возможности их механизации значительно выше, получить для монтажа на строительной площадке конструкцию, требующую минимум затрат по доделке. Там, где удается решить такую задачу, строительные работы приобретают характер строительно-монтажных, связанных с механизированной сборкой и отделкой зданий и сооружений из элементов, изготовленных на предприятиях строительной индустрии. Там есть возможность говорить об индустриальном строительстве как строительстве максимально механизированном.
По степени сложности строительные процессы бывают простые и комплексные. Простой процесс представляет собой совокупность технологически связанных рабочих операций, обеспечивающих получение законченной продукции и выполняемых группой согласованно работающих исполнителей одной специальности, но различной квалификации. К простым процессам относятся, например, отрывка грунта экскаватором, установка конструктивного элемента в проектное положение. Комплексный процесс – это совокупность технологически связанных рабочих процессов, необходимых для выполнения строительно-монтажных работ. Пример – железобетонные работы (установка опалубки и лесов, армирование, бетонирование, распалубка конструкции и др.).
Строительные процессы в свою очередь состоят из рабочих операций. Рабочая операция – это элементарный процесс, технологически однородный и неделимый. Процесс монтажа крупных блоков, например, состоит из следующих операций: строповка блока, подъем блока, поворот стрелы крана, установка и расстроповка блока, подъем крюка после расстроповки, возврат крана в исходное положение. В процессе кирпичной кладки, осуществляемой вручную, выполняют следующие операции: подачу и раскладку кирпича на стене, расстилание раствора, укладку кирпича на раствор, расшивку швов и др.
Рабочие операции складываются из рабочих движений (приемов). Рационализация рабочих движений при выполнении рабочих операций имеет большое значение для экономии времени и сил рабочего.
Таким образом, строительная работа с точки зрения технологии строительного производства как науки может быть изображена следующим образом (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Декомпозиционная структура строительных работ
Общие сведения об устройстве строительных машин
Каждую из машин, с которой нам предстоит познакомиться, придется описать более или менее подробно, чтобы представить ее возможности, область применения. А чтобы говорить подробно о конкретной машине, надо иметь представление хотя бы о некоторых общих чертах, присущих любой машине вообще. Общим для любой машины является то, что она состоит из отдельных деталей, которые собраны в узлы, выполняющие какие-то функции. Поскольку детали эти (да и узлы тоже) очень часто одинаковы или очень похожи у разных машин, целесообразно, конечно, было бы изучить сначала эти детали. Сведения на эту тему излагаются в специальной дисциплине – “Детали машин”. Они, конечно же, не могут быть рассмотрены в настоящем курсе, да для экономистов строительного профиля и вряд ли это нужно. Поэтому детали и узлы будут рассматриваться по ходу знакомства с машинами и только в таком объеме, без которого невозможно понять общее устройство машины и принцип ее действия.
Итак, несколько слов об устройстве любой машины.
Любая машина предназначена для какой-то одной или нескольких целей. Она должна что-то делать. Значит, у нее должен быть обязательно какое-то рабочее оборудование. Рабочее оборудование в общем случае состоит из рабочего органа и деталей, к которым он прикрепляется, а также узлов, с помощью которых приводится в движение рабочий орган. Например, рабочим органом бульдозера является отвал с ножом, закрепленный на подвижной раме и приводимый в движение гидроцилиндром или лебедкой.
Для того чтобы можно было привести в движение рабочее оборудование, у машин должен быть источник энергии, т.е. силовое оборудование (двигатели внутреннего сгорания, электромоторы, пневмодвигатели) или силовая установка, представляющая собой агрегат, состоящий из двигателя и вспомогательных систем (питания, охлаждения, смазки).
Силовые установки могут быть с двигателями одного типа и комбинированные, например дизель-электрические.
Силовые установки бывают одно- и многомоторными.
Для того чтобы передать движение от силовой установки к рабочему оборудованию, любая машина должна иметь специальный механизм, называемый трансмиссией. Причем трансмиссия в процессе передачи движения может это движение значительно трансформировать. Например, менять направление движения, превращать вращательное движение в поступательное, изменять скорость, передаваемые моменты и усилия. Трансмиссии могут быть механические, гидравлические и электрические.
И силовой установкой, и трансмиссией и рабочим оборудованием необходимо управлять, для чего машина снабжается специальной системой управления. Силовое оборудование, трансмиссия и управление машиной в совокупности называется приводом машины.
Особенности строительства таковы, что рабочее место строительной машины не может быть постоянным. Ее необходимо перемещать со стройки на стройку. Для этого имеется ходовое оборудование, состоящее из движителя и устройств, соединяющих движитель с рамой машины. Движители бывают колесные, гусеничные, шагающие.
И, наконец, все перечисленные агрегаты должны быть смонтированы на каком-то общем основании – раме или платформе.
Итак, любая машина состоит из рабочего, силового и ходового оборудования, трансмиссии, платформы и системы управления. Из этого общего ряда могут быть некоторые исключения. Например, машины, приводимые в движение от посторонних источников энергии, не имеют силового оборудования. Машины, эксплуатация которых не предусматривает их перебазирования, не имеют ходового оборудования, многоцелевые машины могут иметь, напротив, несколько комплектов различного сменного рабочего оборудования.
Классификация строительных грузов
В зависимости от характера груза и условий их перевозки все строительные грузы делят (более или менее условно) на три группы:
– сыпучие или навалочные, транспортируемые без упаковки, допускающие погрузку и выгрузку навалом;
– мелкие штучные, требующие погрузки и выгрузки специальными средствами с применением различной упаковки (тары);
– строительные детали, конструкции и полуфабрикаты, в том числе крупногабаритные и длинномерные, требующие для перевозки специальные транспортные средства.
Особое место в этой классификации занимают порошкообразные и жидкие материалы, которые могут перевозиться в таре и должны быть отнесены ко второй группе грузов, либо перевозиться специальным транспортом и принадлежать к третьей.
Классификация транспорта
Транспорт подразделяют на вертикальный и горизонтальный, а также на внешний и внутрипостроечный. Горизонтальным транспортом грузы перевозят, вертикальным – грузят и разгружают, а также перемещают их по вертикали (например, в процессе монтажа). Внешним транспортом доставляют грузы на строительную площадку, внутрипостроечным – с приобъектного склада до места его непосредственного использования. В качестве внешнего используются практически все известные виды транспорта – железнодорожный, водный, автомобильный, тракторный и даже воздушный. Для внутрипостроечного перемещения грузов применяется множество грузоподъемных машин (краны, погрузчики, транспортеры, подъемники), с помощью которых часто перемещают грузы как по горизонтали, так и по вертикали и даже в обоих направлениях одновременно.
Основными характеристиками транспортных средств являются:
· максимальная грузоподъемность при перевозке грузов с большой объемной массой, позволяющей полностью использовать грузоподъемность транспортного средства вне зависимости от объема рабочего органа (кузова, вагона);
· объем рабочего органа при перевозке грузов с малой объемной массой, так как при перевозке таких грузов их масса при заполнении всего объема кузова будет меньше грузоподъемности транспортного средства. Вынужденный недогруз характеризуется коэффициентом грузоемкости, который определяется как отношение массы груза с полностью заполненным кузовом (вагоном) к максимальной грузоподъемности транспортного средства. Приближение значения этого коэффициента к единице является одним из направлений повышения эффективности использования транспорта. Достигается это наращиванием бортов при перевозке легких грузов. При этом не следует забывать, что превышение значения коэффициента грузоемкости сверх единицы является нарушением правил технической эксплуатации транспортных средств, следствием чего, как правило, является увеличение затрат на техническое обслуживание, текущий ремонт, сокращение сроков между капитальными ремонтами;
· тяговое усилие для транспортных средств, используемых в качестве тягачей.
Внешний транспорт
Наиболее распространен для перевозки строительных грузов автомобильный и в определенных условиях тракторный транспорт, а в условиях городского строительства до 90 % грузов перевозится автотранспортом. Поэтому на этих видах транспорта мы и остановимся. Железнодорожный, водный, а тем более воздушный транспорт строители самостоятельно почти никогда не эксплуатируют, и рассматривать их в настоящем курсе мы не будем.
Внутрипостроечный транспорт
Для доставки строительных материалов и конструкций с приобъектного склада в рабочую зону (к рабочему месту, месту непосредственного использования) используется внутрипостроечный транспорт вертикальный и горизонтальный или совмещающий вертикальное и горизонтальное транспортирование. Наиболее распространенными внутрипостроечными транспортными машинами являются строительные краны, подъемники, транспортеры, погрузчики.
Строительные краны
В строительстве используют следующие виды кранов: самоходные стреловые, башенные, ”нулевики”, легкие переносные краны, стационарные, козловые, кабельные, а также специальные краны – плавучие, летающие (вертолеты), трубоукладчики.
Строительные подъемники
В зависимости от конкретных условий ведения строительства и ремонта используют подъемники различных типов: мачтовые, стреловые, скиповые, башенные, консольно-балочные, автогидроподъемники (автовышки).
Грузовая площадка
Стреловые подъемники
Стреловые подъемники – это то же самое, что легкие переносные краны.
Тельфер
Рис. 2.14. Установка монорельса на опоры
Рис. 2.16. Автогидроподъемник
Рис. 2.18. Одноковшовый колесный погрузчик
Рис. 2.19. Вилочный погрузчик
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Подготовительные работы можно условно разделить на два этапа: подготовка территории под застройку и освоение строительной площадки. На первом этапе территория застройки должна быть освобождена от всего, что может помешать строительству, на втором – напротив, обеспечить строительную площадку всем, без чего строительство осуществить невозможно.
Вопросы для самопроверки
1. Состав работ при подготовке площадки под застройку.
2. Что такое система иглофильтров и для чего она используется?
3. Закрытый дренаж – что это такое?
4. Что общего в укреплении грунтов силикатизацией, цементацией, смолизацией, битуминизацией?
5. Как осуществляется отвод со строительной площадки поверхностных вод?
6. Для чего на строительной площадке в подготовительный период устраивается обноска?
ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА
Классификация грунтов и устойчивость земляных сооружений
Свойства и качества грунта, в котором отрывают выемки, из которого и на котором возводят насыпи, оказывают, естественно, существенное влияние на устойчивость сооружений, методы их возведения, трудоемкость и стоимость земляных работ.
Грунтами в строительстве называют горные породы и почвы, залегающие в верхнем слое земной коры, состоящие из минеральных частиц и органических примесей в самых различных соотношениях. Кроме того, в грунте имеются поры, заполненные воздухом, водой или растворами солей различной концентрации, которые также оказывают влияние на свойства грунта.
Грунтовый скелет состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, содержание которых характеризуют свойства грунта. Содержание каждого вида частиц, выраженное в процентах, характеризует так называемый гранулометрический состав грунта. В зависимости от преобладающего содержания того или иного вида частиц при строительстве обычно различают грунты песчаные (супесь и песок), глинистые (глины и суглинки), скальные (изверженные и осадочные), растительные, лессовые.
Грунты характеризуются по свойствам и классифицируются в зависимости от того, рассматриваются ли они как основание под зданиями и сооружениями, или как материал для возведения земляных сооружений. Нас больше интересуют свойства грунтов, как материала, т.е. его технологические свойства. К таким свойствам относят плотность, влажность, способность поглощать, удерживать влагу и размываться ею, разрыхляемость и уплотняемость, пористость, угол естественного откоса, сцепление, удельное сопротивление резанию и т. д.
Некоторые из этих характеристик очевидны, напомним лишь пределы, в которых они находятся для разных грунтов:
- плотность 1,6 – 2,0 т/м3 для песчаных и глинистых грунтов, 2,2-3,5 – для скальных;
- влажность 5-30 %, при влажности более 30 % грунты считаются мокрыми, а при влажности менее 5 % – сухими;
- сцепление, зависящее от сил связи между частицами грунта и определяющееся начальным сопротивлением грунта сдвигу, колеблется в пределах от 0,03 до 0,05 МПа для песчаных грунтов и от 0,05 до 0,3 МПа – для глинистых грунтов.
Несколько подробнее о специфических технологических свойствах грунтов.
Угол естественного откоса – угол, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия, определяет крутизну устойчивых откосов выемок и насыпей, зависит от угла внутреннего трения, сил сцепления и других физических свойств грунта.
Разрыхляемость и уплотняемость грунтов – характеристика особенно нас интересующая, как имеющая непосредственное отношение к подсчету объемов земляных работ.
При разработке выемок грунт разрыхляется и занимает на лопате, в ковше землеройной машины или кузове транспортного средства значительно больший объем, чем в разрабатываемом плотном массиве (первоначальное разрыхление грунта). В период укладки вырытого грунта в насыпь без уплотнения он также занимает сначала больший объем, чем в плотном теле, с течением времени под давлением вышерасположенных слоев и смачивания дождем, а особенно при трамбовании или уплотнении другими способами грунт вновь уменьшается в объеме. Надежность и устойчивость любого земляного сооружения всегда тем больше, чем плотнее удалось получить грунт в этом сооружении. Но до состояния, в котором находился грунт до его разработки, довести его, как правило, не удается. Сохраняется так называемое остаточное разрыхление.
Степень разрыхления грунтов учитывают коэффициентом первоначального (Кр) и остаточного (Ко) разрыхления. Коэффициент первоначального разрыхления составляет для песчаных грунтов 1,08-1,15; суглинистых – 1,14-1,28; глинистых – 1,25-1,30; коэффициент остаточного разрыхления – соответственно 1,01-1,05, 1,015-1,05 и 1,04-1,09.
Трудность разработки грунта зависит от его свойств и конструктивного исполнения рабочего органа землеройного или землеройно-транспортного оборудования. С учетом этого в строительном производстве все грунты по трудности из разработки делятся на группы.
Для возведения насыпей пригодны не все виды грунтов. Для отсыпки не допускаются ил, плывун, гипс, рыхлые солончаки и пучинистые глинистые грунты. Из торфа, мела возводят насыпи высотой до 3 м с обязательной засыпкой сверху землистыми грунтами. Дерн применяют лишь для укрепления откосов.
Все земляные сооружения должны быть прочными, с устойчивыми откосами, высокой сопротивляемостью дождю, снегу и морозам, размывающему действию воды, способными воспринимать расчетные нагрузки, иметь конфигурацию и размеры в соответствии с проектом и сохранять их в процессе эксплуатации. Дорожные насыпи и выемки должны обладать безосадочностью, в насыпях плотин не должно быть фильтрации, особенно через их основание. К временным выемкам и насыпям предъявляют требования пониженного уровня, тем не менее обеспечивающие их устойчивость и безопасность работы.
Важнейшим требованием к постоянным и временным сооружениям является обеспечение устойчивости их боковых поверхностей – откосов. Устойчивость может быть обеспечена устройством очень пологих откосов, однако, чем положе откос, тем больше объем выполняемых работ и тем большую площадь занимает земляное сооружение. Поэтому оптимальная крутизна откосов, характеризуемая коэффициентом откоса (отношение проекции откоса на горизонтальную плоскость к его высоте), устанавливается строительными нормами и правилами дифференцированно в зависимости от вида сооружения, его высоты или глубины, качества грунта. Откосы постоянных насыпей делают более пологими, чем откосы выемок. Более крутые откосы допускаются при устройстве временных котлованов и траншей. Так, например, коэффициент откоса для всех постоянных выемок не глубже 3 м допускается 1,25, при высоте откоса от 3 до 12 м – 1,5. В сухих лессовидных грунтах при правильном водоотводе и в слабо выветренных скальных грунтах коэффициент откоса – от 0,1 до 0,2. В массивных невыветривающихся скальных породах допускаются вертикальные стенки выемок. Крутизна откосов постоянных выемок при высоте откосов более 12 м с повышенным давлением в нижних слоях, а также крутизну откосов переувлажненных выемок определяют при проектировании индивидуально для каждой выемки. При этом учитываются вид и качество грунта, глубина выемки.
Во всех грунтах, кроме песчаных, насыпных и лессовидных, могущих подвергаться увлажнению, коэффициент откоса временных выемок в целях безопасности (во избежание сползания призмы обрушения) принимается не менее 1.
Для восприятия увеличивающегося давления в нижней части постоянных насыпей их откосам иногда придают ломаный профиль с меньшей крутизной в нижней части откоса.
Рабочее оборудование
Рис. 4.15 а, б,в. Рабочее оборудование экскаватора
циклического действия:
а – прямая лопата; б – обратная лопата; в – драглайн
Рис. 4.15г. Рабочее оборудование экскаватора циклического действия: г – грейфер
грунт выше уровня стоянки. Транспортные средства располагаются на одном уровне с экскаватором или выше подошвы забоя.
Обратная лопата используется при разработке грунтов, которые находятся ниже уровня стоянки экскаватора, и преимущественно при рытье котлованов и траншей. Поярусная разработка выемки при этом виде оборудования, как правило, не практикуется. Разработку грунта ведут ниже уровня стоянки экскаватора лобовым или боковым забоем с погрузкой грунта в транспортное средство или с укладкой в отвал. Наименьшую глубину забоя определяют из условия наполнения ковша с «шапкой» (для несвязных грунтов – 1-1,7 м, а для связных – 1,5-2,3 м). Отрывку котлована шириной 12-14 м обычно осуществляют лобовой проходкой при перемещении экскаватора по зигзагу, а при большей ширине – поперечно-торцевой.
Драглайн, грейфер используют для разработки выемок любой ширины и глубиной не превышающей максимальной глубины резания. Экскаватор размещается выше забоя, что облегчает разработку мокрых и обводненных грунтов.
Экскаваторным забоем называется рабочая зона экскаватора. К этой зоне относят площадку, где размещается экскаватор, поверхность разрабатываемого грунта и место установки транспортных средств или площадку для укладки разрабатываемого грунта. По мере разработки грунта в забое экскаватор перемещается. Отработанные участки называются проходками.
В зависимости от общей организации разработки выемок и транспортирования грунта при устройстве котлованов и траншей выемки разрабатывают в лобовых или боковых забоях (Рис. 4. 16).
В лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства, которые подают к экскаватору по дну забоя. В этом случае автомобили подходят задним ходом попеременно то с одной, то с другой стороны забоя. Соответственно и грунт разрабатывается то с одной, то с другой стороны от оси проходки, при этом угол поворота экскаватора достигает 140 град. и более, что снижает производительность экскаватора. Поэтому лобовой забой применяют редко – в вынужденных случаях, например, при разработке экскаватором пионерной траншеи, въездного пандуса и т. п.
В боковом забое экскаватор разрабатывает грунт по одну сторону от оси движения и грузит его на транспортные средства, подаваемые по другую сторону от оси проходки. При этом обеспечиваются благоприятные условия для движения транспорта, а средний угол поворота составляет 70-90 град. Поэтому после пионерной проходки весь оставшийся в выемке грунт разрабатывают боковым забоем.
В боковом забое экскавация грунта может осуществляться либо в направлении, совпадающем с перемещением экскаватора – торцевой разработкой, либо перпендикулярно направлению перемещения – боковой разработкой.
Если экскаватор перемещается вдоль возводимого сооружения, это означает, что он разрабатывает выемку продольными проходками. Продольные проходки используют обычно для разработки крупных выемок большой протяженности слоями (ярусами) или забоями в виде траншей на всю длину выемки с постоянным углублением по дну.
При значительных в плане размерах выемки целесообразно разрабатывать ее поперечными проходками вдоль меньшей стороны. Такой способ разработки обеспечивает минимальную длину пионерной траншеи и позволяет организовать наиболее производительное кольцевое движение транспорта.
Рис. 4.16. Разработка котлованов и траншей:
А - лобовым забоем; б - боковым забоем
Рис. 4.19. Расчетные параметры призматоида
V = 0,5 (F1 + F2 )l, (4.6)
где F1 и F2 – площадь поперечного сечения одного и второго торца призматоида;
L – длина призматоида.
Для получения полного объема линейного сооружения объемы отдельных призматоидов суммируются.
СВАЙНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 5.6. Сваи из различных материалов и с различной формой
Поперечного сечения
Вопросы для самопроверки
1. По каким признакам можно классифицировать сваи?
2. Чем отличается свая-оболочка от обычной пустотелой сваи?
3. Способы погружения свай.
4. Как контролируется глубина погружения свай?
5. Технология устройства набивных свай.
6. Что такое шпунтовый ряд?
ВОЗВЕДЕНИЕ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рис. 6.12. Инвентарные леса
УСТРОЙСТВО МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ
Рис. 7.1. Опалубка для фундаментов
| |||
|
Рис.7.2. Опалубка балок и плит перекрытия (а) и колонн (б)
Деревянная разборно-переставная опалубка не отличается длительным сроком службы. Отдельные ее элементы редко выдерживают более 10-15 оборотов. Поэтому естественно стремление создать конструкции более долговечные, например, с использованием металлопроката, т.е. деревометаллической и металлической опалубки. В настоящее время на строительных площадках страны находят применение множество опалубочных систем различных иностранных фирм («Дока», «Мева», «Далли», «Тиссен», «НОЕ», «Утинор» и др.). Особенностями таких систем являются следующие конструктивные отличия. В качестве несущих элементов используется металлический каркас (стальной или алюминиевый), а в качестве материала палубы – водостойкая фанера или стальные оцинкованные листы с порошковым покрытием. Тщательная обработка поверхности материала палубы дает возможность эксплуатировать ее до 200 оборотов, легко и быстро очищать от остатков бетонной смеси, обеспечивая высокое качество поверхности бетонируемых конструкций. Простота крепления щитов к каркасу позволяет быстро заменить изношенную палубу. Кроме того, для соединения элементов опалубки между собой применяются быстродействующие и универсальные зажимные приспособления (Рис. 7.3).
Увеличение срока службы до 100 и более оборотов влечет за собой стремление к созданию опалубочных систем, которые можно использовать для различных видов конструкций. Так, возникает унифицированная разборно-переставная опалубка, отличающаяся от обычной большей взаимозаменяемостью элементов, повышенной жесткостью и наличием инвентарных приспособлений, облегчающих собираемость опалубки. Например, мелкощитовая опалубка «Фрамэко» фирмы «Дока», разработанная для бетонирования колонн, позволяет опалубить колонны с поперечным сечением до 75х75 см с шагом 5 см., или разборно-переставные опалубки для бетонирования перекрытий любых размеров.
Рис. 7.3. Опалубка перекрытия в сборе:
/ — стойки телескопические; 2 — тренога;3 — балка продольная; 4 — балка поперечная; 5 — листыламинированной фанеры; 6 — ограждение
Наличие на стройплощадке грузоподъемных механизмов и больших объемов работ приводит к естественному укрупнению элементов и превращению разборно-переставной опалубки в просто переставную, т.е. опалубки, переставляемой целиком. Среди такой опалубки можно выделить блочно-переставную для фундаментов, колонн, объемно-переставную П-образную для бетонирования одновременно стен и перекрытий, подъемно-переставную для бетонирования высотных сооружений, в том числе конусных или другого изменяющегося по высоте сечения.
Одна из разновидностей переставной опалубки опалубка пневматическая. Ее успешно используют для возведения коллекторов, покрытий купольных сооружений и сводчатых тонкостенных конструкций.
Этот вид опалубки выполняют в виде гибкой оболочки из высокопрочной прорезиненной ткани или прочной полимерной пленки, пленки из резинолатексных материалов. Армирование используют либо дисперсное рубленым стекловолокном, либо тонкими арматурными сетками. Бетон наносят набрызгом или послойно. Рабочие располагаются на автогидроподъемнике, толщина слоя контролируется с помощью заранее установленных маяков проектной толщины.
Для бетонирования линейно протяженных сооружений, имеющих постоянное поперечное сечение, таких как подпорные стенки, тоннели и коллекторы подземных сооружений и коммуникаций, возводимых открытым способом, используется катучая опалубка с механическим устройством для складывания опалубки внутри забетонированной конструкции и установленная на рельсовой тележке внутри бетонируемой конструкции. (Рис. 7.4).
Рис. 7.4. Катучая опалубка для бетонирования прямоугольного
туннеля (разрез):
1 – боковые щиты; 2 – центральная стойка с домкратом; 3 – продолговатое отверстие;
4 – горизонтальные щиты; 5 – тележка; 6 – уголок, соединяющий рамы; 7 – катки; 8 – рама наружной опалубки; 9 – накладка; 10- направляющая доска
Скользящая опалубка подвижна, ее поднимают вверх без перерыва в бетонировании и применяют при возведении высотных железобетонных сооружений с монолитными вертикальными стенами постоянного, а в последнее время и переменного сечения.
Применение такой опалубки особенно эффективно при возведении сооружений, в стенах которых отсутствуют или присутствуют в незначительных количествах проемы (силосы, дымовые трубы, градирни, ядра жесткости высотных зданий, резервуары, радио- и телевизионные башни). Опалубка состоит из двух одинаковой высоты внутренних и наружных щитов неизменяемой конструкции.
Перемещается опалубка с помощью домкратов с полыми винтами, опирающимися на домкратные стержни с помощью специальных букс. Домкратные стержни могут быть оставлены в бетоне в качестве дополнительной арматуры, могут извлекаться из специально для этого предназначенных труб, могут располагаться в стороне от опалубки. Расстояние между домкратными стержнями 1.2-2.0 м. Бетонирование может осуществляться непрерывно по мере перемещения опалубки вверх со скоростью 1-4 см в минуту, или послойно с цикличным подъемом щитов опалубки на 70-80 см.
Рациональным направлением в строительстве является разумное сочетание монолитного железобетона и сборных конструкций. Часто эффективными оказывается комбинированное применение сборных и монолитных ограждающих конструкция стен, цоколей, фундаментов и других конструктивных элементов.
Несъемная опалубка после укладки монолитного бетона и завершения последующих процессов остается в теле забетонированной конструкции и работает с ней как одно целое. Опалубка не только образует форму сооружения, его архитектурное оформление, но и защищает поверхность от атмосферных воздействий, повышает прочностные характеристики конструкции, улучшает режим твердения бетона. Выпуски арматуры и неровная, шероховатая внутренняя поверхность опалубки способствуют лучшему контакту с укладываемым монолитным бетоном. Применение несъемной опалубки способствует существенному повышению производительности труда.
В зависимости от функционального назначения опалубку используют как формообразующую конструкцию, опалубку-облицовку, и опалубку-изоляцию, часто совмещая все или часть этих функций. В любом случае эти элементы являются наружной поверхностью возводимой конструкции, поэтому могут иметь как различную фактуру, так и отделку различными плитками и другими материалами, наносимыми в заводских условиях.
Учитывая заводское или полигонное изготовление опалубки, ее размеры, форма, конфигурация могут быть различны в зависимости от требований проекта.
В качестве материала несъемной опалубки можно применять стальной профилированный настил, различный листовой материал, керамические и стеклянные боки и даже металлические сетки. Опалубку можно выполнить также из плоских, ребристых и корытообразных профильных плит, изготовляемых из железобетона, бетона, армоцемента, стеклоцемента, фиброцемента.
Колья
Колонны бетонируют ярусами высотой до 5 м, а при сечении менее 40х40 см и с перекрывающимися хомутами – высотой до 2 м.
Подачу смеси производят (рис. 7.15) сверху, с перекрытий, либо сбоку, с временных рабочих настилов, через отверстия-карманы, вырезанные в опалубке колонн. Иногда для подачи бетонной смеси опалубку колонн выполняют со съемными щитами, которые устанавливают после бетонирования нижнего яруса. На высоте около 0,7 м от низа колонны вырезают смотровые отверстия для наблюдения за укладкой смеси и дополнительной ее штыковки. Уплотняют бетонную смесь, как правило, вибраторами с гибким валом.
При высоте колонн свыше 5 м смесь подают через воронки по хоботам.
Вначале бетонирования колонн (так же как и стен) нижнюю их часть заполняют на высоту 100-200 мм цементным раствором состава 1:2-1:3 (во избежание образования в этой части конструкций раковин бетона и скоплений крупного заполнителя).
Балки и прогоны бетонируют, как правило, одновременно с плитами перекрытия. Только при очень массивных балках (высота более 0,8 м) может быть допущено в виде исключения раздельное бетонирование. В таких случаях рабочие швы располагают несколько ниже плиты.
Бетонирование прогонов, балок и плит следует начинать через 1-2 часа после бетонирования колонн и первоначальной осадки в них бетона. Уплотнение бетона в балках и прогонах производится глубинными вибраторами. Если балки густо армированы, вибраторы оснащают наконечниками (виброштыки) или используют виброгребенки.
Плиты перекрытия бетонируют на полную высоту (толщину) и уплотняют поверхностными вибраторами.
В балки (прогоны) и плиты ребристых перекрытий смесь укладывают, как правило, одновременно.
Своды небольших пролетов (до 15 м) бетонируют одновременно с двух сторон от пят к замку. Бетонирование всего свода на каждой секции должно быть выполнено без перерывов.
Рис. 7.15. Бетонирование колонн: а – бетонирование колонн высотой до 5 м, б – то же, при высоте более 5 м, в, г – то же, с густой
арматурой балок; 1 –опалубка; 2 – хомут; 3 – арматура; 4 – бадья;
5 – приемная воронка; 6 – веревка; 7 – звеньевой хобот;
8 – вибробулава; 9 – наружный вибратор; 10, 14 – карманы;
11 – вибратор с гибким валом; 12 – арматура балки;
13 – съемный щит
При бетонировании сводов и арочных строений мостов пролетом более 15 м (рис. 7.16) принимают меры против появления трещин из-за неравномерной осадки кружал и бетона. С этой целью своды и арки разбивают на отдельные участки (секции), между которыми оставляют небольшие разрывы шириной 30-50 см. На каждом участке смесь подают непрерывно. Начинают укладку смеси с участков, прилегающих к опорам. Затем по избежание выпучивания опалубки в вершине арки (свода) смесь укладывают в замковый участок. После этого бетонную смесь подают в рядовые участки равномерно с двух сторон конструкции. На крутых участках арок или сводов, чтобы исключить сползание бетонной смеси при вибрировании, бетонирование ведут в двусторонней опалубке, наружные щиты которой наращивают по ходу процесса.
Спустя 7-14 дней после затвердевания основных клиньев места разрывов бетонируют жесткой бетонной смесью, создавая как бы малые клинья. Разрывы желательно оставлять против стоек лесов или в узлах кружальных ферм. Клинья бетонируют с двух сторон от пят к замку, чтобы устранить вредные деформации кружал.
Рис. 7.16. Бетонирование большепролетных сводов и арочных
строений мостов:
1 – опалубка, 2 – стойки поддерживающих лесов, 3 – секции
бетонирования, 4 – разделительные полосы (малые клинья)
МОНТАЖ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Устройство для временного закрепления монтируемой колонны,
Монтаж железобетонных конструкций одноэтажных промышленных зданий.
I – наружный водоизоляционный паропроницаемый слой;
Рисунок 9.7. Размеры монтажных зазоров (швов) при установке оконных блоков из различных материалов
Вопросы для самопроверки
1. Чем отличаются плотничные работы от столярных?
2. Соединение деревянных элементов.
3. Инструмент плотника.
4. Монтаж стен деревянных домов.
5. Монтаж деревянной крыши укрупненными блоками.
6. Расскажите о заполнении проемов оконными и дверными блоками с использованием монтажной пены.
Кровли из штучных материалов
Вопросы для самопроверки
1. Классификация кровель.
2. Расскажите о достоинствах черепичной кровли.
3. Что такое «картина» при устройстве стальной кровли?
4. Чем грунтуется основание под рулонную кровлю?
5. Насколько холодна «холодная мастика» для наклейки рулонного ковра?
6. Как увеличить механическую прочность мастичной кровли?
Изоляция людей и помещений от радиоактивных излучений
Такая изоляция выполняется из материалов, обладающих способностью активно поглощать радиоактивные излучения: тяжелые металлы (в первую очередь свинец), резина, полиэтилен, бетоны на сверхтяжелых заполнителях (барит, стальной или чугунный порошок или дробь). В отсутствии таких материалов защитой могут служить конструкции повышенной массивности из обычных материалов.
УСТРОЙСТВО СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
Вопросы для самопроверки
1. В каких сооружениях используются прозрачные пластики для создания светопрозрачных ограждений?
2. Каким образом закрепляется стекло в деревянных и металлических переплетах?
3. Как плотно должно быть установлено стекло в фальцах переплета?
4. Расскажите о промышленном применении стеклоблоков и стеклянных профилей.
5. Какие средства индивидуальной защиты должен использовать стекольщик?
ШТУКАТУРНЫЕ РАБОТЫ
Вопросы для самопроверки
1. Как отличаются виды окраски по уровню качества?
2. Какие компоненты входят в окрасочные составы?
3. Для чего производится огрунтовка поверхностей при малярных работах?
4. Что такое сиккатив?
5. Чем отличаются лаки от эмалей?
Рис. 15.2. Несущий каркас подвесного потолка с направляющими двутаврового
профиля: а — крепление каркаса потолка к перекрытию; 6 — общий вид крепления акустических плит к металлическому каркасу; в — узел крепления к алюминиевым направляющим; г — узел крепления к направляющим из деревянных брусков;
Направляющий элемент каркаса двутаврового алюминиевого профиля;
2 — плита «Акмигран»; 3 — фибровая шпонка; 4 – гребенка; 5 — нижняя часть подвески — скоба; 6 — верхняя часть разъемной подвески из стальной полосы;
Обойные работы.
Вопросы для самопроверки
1. Что может быть причиной отслоения облицовочной плитки?
2. Для чего необходимо увлажнять тыльную сторону керамической плитки при ее укладке в облицовку?
3. Как обеспечить одинаковую толщину швов между плитками при их укладке в облицовку?
4. Каким образом крепятся гипсокартонные листы к поверхностям из различных материалов?
5. Какие функции выполняет подвесной потолок?
6. Чем обеспечивается водостойкость бумажных обоев?
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОСТВА РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ