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 стрелы 19-20 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 размещение 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

∑Т_ц = 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 ∑Т_п = 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.

§ 10.5.Пристройка лождий,эркеров и лифтовых шахт

Снижение морального износа домов первых массовых серий достигается путем пристройки к фасадным и торцевым поверхностям дополнительных объемов, обеспечивающих увеличение кухонь, жилых комнат и вспомогательных площадей. В сочетании с надстройкой мансардных этажей такое решение позволяет решить ряд актуальных задач, а работы выполнить без отселения жильцов.

Одним из технических решений, позволяющих восстановить и повысить эксплуатационную надежность зданий, является превращение балконов в лоджии.

Техническое обследование показывает, что большинство балконных плит в результате длительной эксплуатации и атмосферных воздействий подвержено значительному износу и потере несущей способности. Поэтому превращение балконов в лоджии с увеличением их площадей обеспечивает не только восстановление эксплуатационной надежности, но и позволяет получить дополнительные площади при одновременном улучшении архитектурной выразительности зданий.

Наиболее технологичным является конструктивное решение в виде металлического каркаса из прокатных профилей, объединенного на уровне перекрытий и оконных заполнений угловыми связями (рис. 10.37).

Рис. 10.37. Конструктивно-технологическая схема пристройки лоджий на месте размещения балконов
а - фасад; б - разрез

Технология устройства лоджий состоит из: возведения фундамента в виде коротких буроинъекционных свай с монолитным ростверком; поэтажного устройства каркаса; подготовки балконных плит, опалубливания, дополнительного армирования и бетонирования перекрытия лоджий; возведения стенового ограждения и установки оконных заполнений.

Снижение трудоемкости работ достигается путем создания сборного каркаса из отдельных элементов на один или два этажа с их болтовым соединением. Крепление каркаса к наружным стенам осуществляется путем установки анкеров и соединения закладных деталей со стойками лоджий.

Процесс устройства перекрытий осуществляется с предварительным размещением опалубки, удалением разрушенных частей балконов с обнажением арматуры, дополнительным армированием и бетонированием. Омоноличивание существующей балконной плиты и ее связь с вновь создаваемой позволят получить перекрытие, работающее как плита, опертая по двум сторонам.

Достаточно эффективной является установка каркасов лоджий высотой на этаж. В этом случае кроме основного несущего каркаса возможно размещение подвесной несъемной опалубки.

После монтажа блоков и их крепления к стеновым элементам осуществляются армирование и бетонирование плит с подачей и укладкой смеси бетононасосом начиная с нижнего этажа.

В зависимости от используемых материалов процесс устройства стенового ограждения осуществляется изнутри или снаружи пристраиваемых лоджий. В последнем варианте требуется устройство лесов и специальных подъемников для подачи материалов.

Пристройка эркеров предусматривает увеличение площади кухонь и жилых помещений. По геометрической форме эркеры могут иметь различную схему в плане, что обеспечивает разнообразие архитектурных решений. Они выполняются из кирпича, монолитного и сборного железобетона с обеспечением требований по теплотехническим характеристикам и могут пристраиваться как для жилых домов в крупнопанельном исполнении, так и с кирпичными или блочными стенами. Основными условиями создания эркеров являются обеспечение устойчивости, предотвращение осадок и совместная работа с реконструируемым зданием. Для выполнения этих требований устраиваются свайные фундаменты с ростверком. Как правило, используются буронабивные, буроинъекционные сваи в раскатанных скважинах и др. Глубина их заложения зависит от физико-механических характеристик грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента реконструируемого здания. Свайные фундаменты позволяют в меньшей степени воздействовать на существующие фундаменты и достаточно технологичны при производстве работ без отселения жильцов. Наиболее эффективной является технология устройства свай с электроимпульсным уплотнением бетонной смеси, которая обеспечивает высокую несущую способность и малую осадку при проектном нагружении (рис. 10.38).

Рис. 10.38. Технологические схемы устройства свайного фундамента под пристраиваемые объемы
а - устройство лидирующей скважины; б - подача мелкозернистой бетонной смеси и уплотнение электроимпульсами; в - возведение монолитного ростверка; 1 - шнековое бурение скважин; 2 - подача бетонной смеси и уплотнение; 3 - армирование и бетонирование ростверка

Наибольшее распространение получили пристройки из монолитного железобетона и кирпичной кладки с утеплителем и устройством защитного слоя из штукатурного покрытия (рис. 10.39).

Рис. 10.39. Конструктивные схемы устройства пристраиваемых утепленных эркеров (а), (б), (в) и технологическая схема производства работ (г)

Рис. 10.40. Варианты пристраиваемых лифтовых шахт, входных тамбуров и мусоросборников
а, б - из кирпичной кладки для домов серий 1-464, I-447; в, г - из монолитного железобетона: д, е - разрез и общий вид

Анализ производства работ показывает, что использование кирпичной кладки требует постоянного присутствия крановых средств для подачи материалов и сборных плит перекрытий. В силу малых объемов и фронта работ снижается производительность труда, возрастают сроки производства работ.

Возведение пристроек из монолитного железобетона требует использования индивидуальных типов опалубок, ручной вязки арматуры и раздельной технологии устройства перекрытий. Из-за малых объемов и стесненных условий нецелесообразны использование бетоно-насосного транспорта и доставка бетонной смеси автобетоносмесителями. Эти обстоятельства существенно снижают технологичность конструкций, повышают себестоимость работ и их продолжительность.

Развитие потоков в пространстве и времени (рис. 10.41) для выполнения подземного цикла осуществляется по горизонтальной (периметру здания), а возведение пристраиваемых объемов - по вертикальной схеме. Расчет технологических потоков осуществляется исходя из физических объемов работ, степени механизации и количества рабочих. Так, для оценки продолжительности механизированного цикла земляных работ

где П_э - производительность экскаватора; т - коэффициент, учитывающий стесненность производства работ; V, V₀ - объем земляных работ при экскавации и подготовке основания вручную; п- количество рабочих; Н_вр - норма времени на единицу площади.

Рис. 10.41. Развитие потоков в пространстве и во времени
- работы по устройству свай; - ростверка; - надземной части пристраиваемых объемов

При выполнении работ по устройству свайных фундаментов продолжительность цикла определяется соотношением

где h_б - глубина бурения скважины; V_бур - скорость бурения; п_с - количество свай; к - коэффициент, учитывающий стесненные условия производства работ; t_арм - время армирования каждой сваи; V_б - объем укладываемого бетона; Н_вр - норма времени на единицу объема; п - количество рабочих, участвующих в процессе; t_пб - время перебазировки на следующую стоянку.

Цикл по устройству монолитной плиты включает опалубочные, арматурные и процессы по подаче, укладке и уплотнению смеси где ∑t - продолжительность выполнения процессов при условии их последовательной очередности; ∆t - технологический перерыв на твердение бетона; t_д.о - время демонтажа опалубки.

Возведение надземной части включает поэтажное производство работ при использовании монолитного варианта и вертикальную схему при возведении из кирпича.

Расчет технологических потоков осуществляется исходя из объема работ, потребного количества рабочих и средств механизации. При использовании подъемников процесс возведения осуществляется с двух сторон здания. Схемы стоянок крана принимаются таким образом, чтобы обеспечить фронт работ двух звеньев.

На период ведения работ участки ограждаются, а входы дополнительно снабжаются защитными козырьками.

Индустриальные технологии пристройки объемных блоков

Основная задача при реконструкции зданий, особенно без отселения жильцов, это применение технологий, снижающих до минимума продолжительность строительно-монтажных работ. Одним из технических решений является применение объемных блоков заводского производства различного технологического назначения. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что их применение позволяет в 10-12 раз снизить цикл строительно-монтажных работ, повысить качество и надежность за счет полной заводской готовности. Широкое распространение в практике реконструктивных работ нашли объемные блоки входных тамбуров и лоджий, пристраиваемые объемные блоки кухонь, саун, балконов и других элементов. Как правило, пристраиваемые объемы выполняются с металлическим легким каркасом, что позволяет осуществить их установку без устройства массивных фундаментов. Для пристройки жилых комнат, кухонь и саун применяют более мощную каркасную систему, обеспечивающую восприятие новых технологических нагрузок. Блоки теплоизолируются, а их наружная поверхность защищается специальными покрытиями из металлических профильных листов, цементно-волокнистых плит или многослойного штукатурного покрытия. Их полная заводская готовность позволяет в кратчайшие сроки привести в эксплуатационное состояние путем подключения на гибких связях системы электроснабжения, отопления и водоснабжения.

Использование пристраиваемых блоков существенно влияет на архитектурно-планировочные решения квартир, увеличивая их площади и повышая комфортность проживания.

Многообразие геометрических форм, цветовой гаммы и конструктивных решений позволяет подчеркнуть индивидуальные особенности каждого жилого дома и отойти от типовых решений, не снижая архитектурной выразительности зданий. При этом технология производства работ практически состоит из монтажного и транспортного циклов с использованием мобильных грузоподъемных средств и почасовой доставки конструкций.

Конструктивное решение объемных блоков предусматривает заводское изготовление элементов различной геометрической формы (рис. 10.42) из тяжелого и легкого железобетона. Они состоят из элементов стенового ограждения и перекрытия, что позволяет получать пространственно жесткие недеформируемые конструкции.

Рис. 10.42. Объемные блоки заводского производства

Они выполняются неутепленными для лоджий, летних эркеров и других элементов, а также утепленными, которые используются для расширения площадей жилых помещений (рис. 10.43).

Рис. 10.43. Пристраиваемые объемные блоки
а - неутепленный блок лоджии; б - блок с утеплением и облицовкой панелями из дисперсно-армированного бетона

Характеристики пристраиваемых блоков приведены в таблице 10.5.

Таблица 10.5