Технология возведения мансардных этажей

До начала монтажных работ осуществляется подготовительный цикл, в который входят: устройство ограждений и подмостей; выбор стоянок крана и площадок для приведения блоков из транспортного в монтажное положение; устройство обвязочного пояса из монолитного бетона; установка грузопассажирского подъемника; обеспечение электроснабжения; установка ограждений, бытовых помещений и т.п. Особое внимание при этом уделяется вопросам сохранения деревьев и других посадок, а также безопасным условиям труда и защите жильцов от случайного падения материалов.

Технологические схемы и элементы стройгенплана на период монтажа блоков мансардного этажа для 5-этажного крупнопанельного жилого дома серии 1-464 приведены на рис. 10.32.

Рис . 10.32. Технологическая схема монтажа объемных полублоков мансардного этажа
Обозначено в кружочках: 1 - обвязочный пояс; 2 - объемный блок; 3 - опорная площадка; 4 - монтажный кран; 5 - грузопассажирский подъемник: 6 - площадка доводки объемного блока; 7 - ограждения по периметру стен; 1 -10 - технологическая последовательность монтажа объемных блоков

Блоки выполняются двух типоразмеров в соответствии с шагом внутренних стен, равным 2,6 и 3,2 м. Это дает возможность одновременного монтажа ячейки площадью 14,8 и 18,2 м2 при массе элементов 1,8-2,3 т с использованием монтажного крана грузоподъемностью 6-8 т.

С учетом геометрических размеров реконструируемого здания, объемных блоков и их массы, высоты стропов и длины стрелы, принятого типа стрелового крана определяются его монтажные стоянки. Для крупнопанельных и кирпичных пятиэтажных зданий надстройка мансардного этажа может производиться стреловым краном на автомобильном ходу типа МКА-16 на базе КРАЗ-257 грузоподъемностью до 20 т при вылете стрелы 12 м и высоте подъема крюка 21 м. С одной стоянки кран обеспечивает установку 4-5 блоков. Для интенсивного ведения работ, как правило, требуются два крана. Это позволяет исключить частое перебазирование крана и повысить его производительность.

До начала монтажных работ подготавливаются площадки для приведения блоков из транспортного в монтажное состояние. Для этой цели используется кондуктор со специальной опорной площадкой, на которой размещают мансардный блок таким образом, чтобы плита перекрытия заняла горизонтальное положение, а стеновой элемент имел возможность свободного расположения. Приведение элементов конструкций в проектное положение осуществляется путем установки фиксаторов и их анкеровки. Места шарнирных связей теплоизолируются. Осуществляется общая проверка состояния конструктивных элементов, стыков, облицовки, кровли и т.п.

Подготовленный к монтажу блок стропят за монтажные петли и осуществляют подъем к месту установки. Монтаж первого блока является наиболее ответственным этапом, так как любая неточность его установки повлияет на общую схему монтажа и его качество.

Для установки в проектное положение мансардный блок перемещается на кровельную часть, где используется подвижная опора для временного предпроектного его расположения. Затем производятся его выверка и установка в проектное положение с креплением опорных частей к монолитному поясу.

Монтаж очередного блока производят в той же последовательности с тем отличием, что после его установки осуществляют пропуск гибких связей в трубчатые элементы и натяжение их до полного сочленения контактных поверхностей блоков. Элементы кровельной части и плит перекрытия объединяются с помощью болтовых соединений, обеспечивая единый горизонт и уровень расположения.

При организации работ с применением одного монтажного крана после установки шести блоков захватки кран перемещается на противоположную сторону, откуда производят монтаж симметричных блоков в той же последовательности. После их установки и объединения с помощью болтовых соединений осуществляются герметизация стыков, установка коньковых элементов кровли и нащельников. Затем производится цикл монтажных работ на второй захватке с сохранением принятой последовательности.

При нормативной трудоемкости монтажа одного блока 6,8 чел.-ч и составе звена монтажников 5 чел. продолжительность монтажа на захватке без учета подготовительных работ составляет 16,8 чел.-ч, или чуть более двух смен работы крана. Таким образом, для 80-квартир-ного 4-секционного жилого дома общая продолжительность монтажа объемных блоков составляет 8-10 смен работы крана.

После их установки создаются благоприятные условия для производства работ, связанных с устройством торцевых и межсекционных стен, лестничных клеток, перегородок, подготовок под полы, сантехнических, электромонтажных и отделочных работ. При этом достигаются значительный выигрыш в сокращении продолжительности работ, снижение себестоимости и удельной стоимости 1 м2 площади.

Работы внутри созданных объемов осуществляются с подачей материалов и полуфабрикатов приставными подъемниками грузоподъемностью до 1 т. Это обстоятельство позволяет максимально совместить выполнение смежных видов работ.

Примерный график производства работ приведен в таблице 10.3.

Таблица 10.3

График производства работ по возведению мансардного этажа

За счет сокращения строительно-монтажных работ по устройству мансардного этажа общая продолжительность возведения составляет 70-80 рабочих дней. При этом создается дополнительная площадь около 870 м2.

Технологическая эффективность может быть существенно повышена за счет использования объемных блоков сантехкабин, индустриальных технологий устройства внутриквартирных перегородок, снижения объемов мокрых процессов при выполнении отделочных работ и т.п.

Возведение мансардных этажей укрупненными блоками

Технология основана на укрупнении блоков на полную ширину здания и их установке в проектное положение без применения каких-либо промежуточных опор. Такое решение требует использования более мощного монтажного крана при снижении числа монтажных операций более чем в 2 раза.

Масса полублоков размерами 3,2 ´ 7,3 и 3,6 ´ 7,3 м и высотой 5,1 м составляла 3,6 и 4,2 т. При укрупнении блоков на полный пролет здания соответственно масса удваивалась. Для выбора грузоподъемности крана учитывалась масса траверс и стропов. С учетом этих параметров максимальная монтируемая масса составила 11 т. Подбор монтажного крана по технологическим параметрам при вылете стрелы 19,0 м, высоте подъема крюка 24,0 м дает вариант применения отечественного крана КС-6471 грузоподъемностью 28 т.

В экспериментальных исследованиях использован самоходный кран Liebgherr LTM 1160 с телескопической стрелой 42,5 м и грузоподъемностью на рабочем вылете 24 м - 14,6 т.

Для укрупнительной сборки объемных блоков применялся монтажный кран на автомобильном шасси грузоподъемностью 8 т.

Технология производства работ включала три цикла: транспортную подачу, укрупнительную сборку и монтаж объемных блоков (рис. 10.33).

Рис . 10.33. Технологические схемы укрупнения блоков и их монтаж

I - транспортное средство с объемными блоками; II - раскрытие блоков; III - ук-рупнительная сборка на кондукторе; IV - монтаж объемного блока на пролет здания; 1 - блоки в транспортном положении; 2 - раскрытый блок; 3 - опорная площадка; 4 - автокран; 5 - блок в период монтажа; 6 - траверса

Мансардные блоки доставлялись на строительную площадку автотранспортом в сложенном виде. Число перевозимых полублоков составляет 4 шт. на полуприцепе. Мансардный блок разгружается и складируется в зоне действия автокрана по укрупненной сборке.

Допускается укладка трех блоков друг на друга через деревянные подкладки. При наличии площадок укрупнительной сборки разгрузка производится с раскрытием блоков, что обеспечивает одновременный перенос блока в зону укрупнительной сборки и дальнейшее его приведение в рабочее состояние.

С учетом стесненности строительной площадки должны использоваться две зоны укрупнительной сборки, что обеспечивает расчетную продолжительность ведения работ.

Монтаж укрупненных блоков осуществлялся с трех стоянок крана по схеме 6+5+6 блоков, т.е. с каждой стоянки крана производится установка 5-6 блоков.

Начало монтажного процесса осуществлялось с установки торцевого блока с последующим развитием путем присоединения очередных.

На рис. 10.34 приведен фрагмент стройгенплана, где указаны стоянки крана, зоны укрупнительной сборки и последовательность установки блоков.

Рис 10.34. Фрагмент стройгенплана на период монтажа объемных блоков

Анализ организационно-технологической надежности строительных процессов показал, что для более эффективного использования основного монтажного крана требуется расчет потоков по укрупнительной сборке из условия непрерывной работы крана в течение смены и интенсивности доставки объемных элементов.

Взаимодействие строительных потоков должно быть согласовано во времени с процессами укрупнительной сборки, обустройством и доставкой готовых блоков под монтаж. Оно может быть описано следующим соотношением циклов Тм ³ t ук.сб + t т.б + t из + t кр + D t , где Тм - время установки объемного блока в проектное положение, включая подготовительные и вспомогательные процессы и операции; t ук.сб - необходимое расчетное время укрупнительной сборки как совокупность разгрузочных, монтажных и вспомогательных процессов по приведению объемных блоков в проектное состояние; t т.б - время, необходимое для установки, теплоизоляции и проектной установки оконных блоков; t из - выполнение комплекса работ, связанных с приведением блоков из транспортного в монтажное состояние; t кр - время, необходимое для приведения кровли в проектное положение; D t - неучтенные затраты времени, связанные с условиями производства и обеспечением требований техники безопасности.

Как показали расчеты и производственный опыт, интенсификация возведения мансардных этажей, рациональное использование кранового времени достигаются при конвейерной системе доставки, укрупнения и приведения блоков в проектное положение. При этом сокращаются до минимума объемы работ, выполняемые на монтажном горизонте.

Это достигается путем разработки и увязки часовых графиков основных технологических процессов, обеспечения средствами механизации, вспомогательным оборудованием и инвентарем.

При цикличной доставке и конвейерной укрупнительной сборке объемных блоков обеспечивается ритмичный процесс их установки. Рациональное использование монтажного крана во времени может осуществляться по мере накопления объемов работ на полную рабочую смену.

Рассмотренная схема производства работ предусматривает совмещение во времени непрерывного цикла укрупненной сборки и предмонтажной подготовки с установкой блоков в проектное положение. При количестве объемных блоков на захватке в пределах 5-6 шт. достигается ритм монтажного потока, кратный одной смене, с учетом перебазировки крана на новую стоянку.

Примерный график производства работ приведен в таблице 10.4.

Таблица 10.4

График производства работ по возведению мансардного этажа

Организация процесса возведения мансардных этажей существенно зависит от стесненности площадки реконструируемого здания. Как отмечалось, в ряде случаев целесообразно укрупнение и предмонтажную подготовку осуществлять на свободной территории квартала застройки с доставкой в соответствии с графиком монтажного цикла.

Экспериментальные работы показали, что, несмотря на изменения цикличности доставки, укрупнительной сборки и монтажа, принцип объемно-блочного возведения мансардных этажей достаточно эффективен и позволяет снизить продолжительность реконструктивных работ. Наибольший эффект может быть достигнут при выполнении надстройки комплекса зданий или квартала застройки. Наличие значительных объемов работ позволяет осуществить организацию долгосрочных потоков, что приводит к существенному повышению уровня загрузки монтажных механизмов и снижению продолжительности работ.

Организационно-технологическая зависимость становится более сложной, когда наряду с выполнением основного монтажного потока включается комплекс работ по пристройке объемных эркеров, выполнению цикла внутренних, отделочных и специальных видов работ. Как правило, для производства комплекса работ требуется применение мобильных кранов, грузопассажирских подъемников, средств малой механизации и др.

Технологическая эффективность надстройки зданий мансардными укрупненными блоками существенно выше, так как позволяет производить монтажные работы без разборки кровельной части, способствует получению пространственных объемов, лишенных внутренних опор или поперечных стен, что обеспечивает в последующем гибкую планировку помещений. Устройство торцевых элементов стен создает замкнутость объема и формирует благоприятные условия для производства внутренних работ. В то же время процесс возведения требует согласованности потоков доставки блоков, приведения их в рабочее положение, укрупнительной сборки, установки оконных заполнений, работ, связанных с дополнительной тепло- и гидроизоляцией стыкуемых элементов, и др.

Дальнейшим развитием метода объемно-блочной надстройки реконструируемых зданий явилось создание двухъярусного монтажного блока. Он состоит из складывающейся системы «стена-перекрытие» первого яруса и объемного блока мансардного этажа.

Конструктивное решение двухъярусного блока основано на использовании многослойных стеновых элементов с несущей частью из металлического каркаса и комбинированной системы перекрытия, включающей монолитные элементы несъемной опалубки, вкладыши из пенополистирола и поверхностного слоя из тяжелого или легкого бетона.

Такое решение позволило снизить массу объемных блоков и повысить эксплуатационные характеристики стенового ограждения и перекрытий.

Производство работ по укрупнению объемных блоков включает несколько технологических циклов: транспортировку и складирование объемных элементов в сложенном виде в зоне действия крана по укрупнительной сборке; поярусное укрупнение блоков надстраиваемого этажа и мансардной части; выполнение комплекса работ по установке струбцин, стяжек и других элементов для обеспечения пространственной жесткости блока; установку оконных заполнений, изоляцию стыков.

Как и для случая надстройки мансардных этажей, необходимо создание конвейерной укрупнительной сборки, обеспечивающей цикличный процесс монтажа.

При этом экономически целесообразно применение мобильных монтажных кранов на период укрупнения и установки объемных блоков в проектное положение.

С учетом массовых характеристик элементов объемных блоков для их укрупнения следует использовать пневмоколесный кран типа КС 3577, а для установки объемного блока на монтажный горизонт - пневмоколесный кран с телескопической стрелой типа Lokomo или Liebgherr грузоподъемностью до 20 т, вылетом стрелы19-20 м и высотой подъема крана до 28 м.

На рис. 10.35 приведена технологическая схема укрупнительной сборки и монтажа двухъярусных объемных блоков при надстройке реконструируемого здания.

Рис . 10.35. Технологическая схема укрупнения объемных блоков на два этажа (а) и установка в проектное положение (б)
1 - объемный блок первого этажа мансарды; 2 - то же, второго; 3 - автокрап; 4 - опорные площадки; 5 - монтажный кран Lokomo; 6 - укрупненный объемный блок; 7, 8 - связи и раскосы; 9 - монтажная траверса; 10 - обвязочный пояс

Применение крупногабаритного объемного блока потребовало использования специальной траверсы, обеспечивающей равномерную передачу усилий в узлы несущих конструкций, а также подвесной тяги и струбцины, снижающих деформации элементов и повышающих пространственную жесткость в момент подъема и установки блоков в проектное положение.

Общая масса блока с учетом установки элементов, повышающих пространственную жесткость, составляет 12 т.

Испытания на статические и динамические нагрузки показали высокую устойчивость, пространственную жесткость, требуемую прочность узлов, соединений и объемного элемента в целом с запасом несущей способности в 1,3-1,5 раза.

Применение двухъярусных блоков позволяет существенно сократить цикл реконструктивных работ и удвоить площади надстраиваемых этажей.

Наиболее рациональной является технологическая схема производства работ, когда осуществляются подготовка и укрупнительная сборка блоков на секцию жилого дома в количестве 6-8 шт.

Определяющими факторами интенсивной технологии монтажного цикла являются наличие свободных площадок для укрупнительной сборки, транспортные пути и др.

Особое внимание при производстве монтажных работ отводится созданию условий безопасного производства работ. С этой целью выполняется комплекс страховочных мер по повышению надежности строповочных устройств, ограждений и других приспособлений. Одним из мероприятий, повышающих безопасность, является временное удаление жильцов из опасных зон. Монтаж объемных элементов должен производиться в дневную смену. Ограждения и площадки по периметру надстраиваемых этажей должны быть рассчитаны на восприятие аварийных нагрузок, входы и тамбуры обязательно защищаются настилом.

Наиболее рационально производить комплексную реконструкцию здания, включающую кроме надстройки этажей пристройку лифтов и объемных эркеров.

Реконструкция с надстройкой мансардных этажей и пристройкой эркеров чаще всего осуществляется в стесненных условиях городской застройки, когда прилегающие территории имеют постоянную систему дорог, инженерных сетей, площадок для отдыха, засажены зелеными насаждениями и т.п., есть факторы, исключающие проектное расположение средств механизации, зон складирования, мест приема материалов и полуфабрикатов. В таких случаях целесообразно использовать бескрановые методы установки блоков.

Метод надвижки объемных блоков

Реконструкция пятиэтажной застройки может быть осуществлена достаточно высокими темпами с использованием метода надвижки при максимальном укрупнении мансардных блоков.

Производство работ в стесненных условиях требует более четкой организации труда на стадиях: подготовительного периода и освоения площадки; основного цикла установки объемных блоков в проектное положение; демонтажа кровельных элементов; выполнения комплекса внутренних работ по устройству торцевых стен, лестничных клеток, вентиляционных шахт; внутренних работ по устройству перегородок; сантехнических, электромонтажных и отделочных работ.

Для реконструируемых жилых зданий первых массовых серий менее загруженными являются территории, прилегающие к торцевым частям, которые, как правило, представляют собой транспортные зоны с минимальной степенью озеленения. Они без ущерба для жильцов могут быть изолированы на период реконструктивных работ с выполнением необходимых технических решений по обеспечению безопасного производства работ и влияния строительных процессов на эксплуатацию жилых зданий.

Основная производственная зона может быть расположена в торцевой части здания. Ее расчетные параметры зависят от вида применяемых монтажных кранов и их габаритов, геометрических размеров площадок укрупнительной сборки, методов и средств доставки объемных блоков, степени их заводской готовности. Эти параметры в целом определяют интенсивность основного цикла - установки объемных блоков в проектное положение. Продолжительность данного вида работ определяется параметрами комплексного потока: ритмичностью доставки объемных блоков, затратами времени на их укрупнительную сборку, доводку до уровня проектного состояния, перемещение блока на монтажный горизонт и его транспортирование (надвижку) в проектное положение.

Для выполнения комплекса строительно-монтажных работ предусматривается размеще-' ние грузопассажирского подъемника для транспортирования строительных материалов и конструктивных элементов, необходимых для возведения торцевых стен, лестничных клеток, маршей и площадок.

Для обеспечения безопасных условий производства работ предусматривается устройство выносных подмостей, навесов входных тамбуров и др.

Наличие одного монтажного крана требует расчета цикла укрупнительной сборки, интенсивности доставки и проектного размещения таким образом, чтобы обеспечивался непрерывный поток с минимальным шагом, характеризующим взаимосвязь ритма выполнения всех строительных процессов.

Время установки блока в проектное положение состоит из ряда процессов, в число которых входят: строповка - t стр ; время подъема до монтажной отметки - время установки на колесные пары - t уст , подготовка лебедок и анкеровка полиспастов, непосредственно надвижка - t над ; демонтаж колесных пар и приведение блока в проектное положение - t пр.пол . Таким образом, суммарная продолжительность цикла составляет

S Тц = t стр + t под + t уст + t над + t пр.пол .

Из составляющих цикла только первые три члена требуют использования кранового оборудования. Все остальные технологические процессы выполняются с применением лебедок, средств малой механизации и ручного инструмента. Это обстоятельство позволяет высвободить крановое время и использовать его для работы по разгрузке и укрупнению блоков.

Время подготовительного цикла с момента доставки блоков до их перемещения на монтажный горизонт составляет S Тп = t укр + t дов , где t укр - продолжительность укрупнения блоков, оснащения поясными опорами, приведения в проектное положение; t дов - время, необходимое для выполнения операций по антикоррозийной защите стыков, для подготовки опорных элементов, превращения шарнирных связей в жесткие, изоляции зон примыкания кровельной части, установки оконных заполнений и т.п.

С учетом временных параметров и трудоемкости работ ритмичный поток надвижки блоков может быть рассчитан из условия их почасовой доставки.

Продолжительность транспортного цикла должна быть менее где п - количество полублоков, транспортируемых за одну ездку; L - расстояние перевозки; v - средняя скорость перевозки.

Достаточно жесткие пределы циклов производства строительных процессов обеспечиваются подбором состава рабочих, занятых на соответствующих операциях.

При соблюдении требуемого ритма возведения мансардного этажа средняя продолжительность установки объемного блока в проектное положение составляет 2,0-2,2 ч, что обеспечивает сменную производительность до 4 блоков, или 120-130 м2 перекрываемой площади.

Для возведения конструктивных элементов мансардного этажа 3-секционного жилого дома требуется 4,5-5 смен работы крана.

Особое место в технологии возведения мансардных этажей отводится процессам надвижки блоков (рис. 10.36). Для их осуществления разработана специальная технология, основанная на использовании сменных колесных опор для оснащения блоков и перемещения по монтажному обвязочному поясу. Конструктивное решение позволяет после перемещения блока с помощью двух лебедок производить подъем каждой стороны с применением гидродомкрата ручного действия с целью освобождения колесных пар и последующего их использования.

Рис . 10.36. Технологическая схема возведения мансардного этажа методом надвижки (а) и конструкция роликовых опор (б)
1 - монтажный кран; 2 - объемный блок с роликовыми опорами; 3 - лебедка; 4 - направляющая; 5 - рама блока; 6 - гидродомкрат

Отличительной особенностью данной технологии является возможность устройства конструкции мансардных этажей без промежуточных опор, что позволяет проводить цикл работ по демонтажу кровли, выступающих элементов вентиляционных и других систем после установки блоков.

Возведение торцевых элементов здания обеспечивает создание благоприятных условий производства внутренних видов работ по устройству перегородок, полов, сантехкабин и др. с расчетными параметрами потоков. Подключение отопительной системы создает необходимые температурно-влажностные условия производства отделочных и специальных видов работ независимо от воздействия окружающей среды.

Аналитические исследования технологической эффективности предложенной технологии показали, что применение объемных блоков заводской готовности способствует снижению продолжительности работ в 4-5 раз по сравнению с традиционными методами возведения мансардных этажей.