Результаты исследования эффективных технологий проектирования и строительства многоэтажных монолитных жилых зданий

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА МНОГОЭТАЖНЫХ МОНОЛИТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

THE RESEARCH RESULTS OF EFFECTIVE TECHNOLOGIES OF DESIGNING AND BUILDING OF MULTI-STOREYED MONOLITHIC RESIDENTIAL BUILDINGS

Д. В. Щерба, M.A. Луняков, P.P. Бахронов

D.V. Sherba, M.A. Lunjakov, R.R. Bahronov

ГАСИС

Исследованы проблемы строительства монолитных зданий на площадках сложенных слабыми водонасыщенными глинистыми, насыпными и карстовоопасными грунтами.

The problems of monolithic buildings on platforms combined weak water sated clay, bulk and grounds with karstic danger are investigated.

Многие территории больших городов, особенно в г.Москве сложены слабыми водонасыщенными глинистыми, насыпными и карстовоопасными грунтами, а также имеются грунты с плывунными свойствами и суффозионноопасные. При строительстве на таких площадках проектирование и строительство фундаментов зданий должны осуществляться с учетом специфических свойств этих грунтов [1].

В комплекс исследований входили вопросы изучения эффективных технологий проектирования и строительства многоэтажных жилых зданий на слабых грунтах (во-донасыщенные глинистые грунты, рыхлые пески, насыпные грунты различного состава) и вопросы оптимизации часто применяемых технологий строительства монолитных многоэтажных жилых зданий, а также вопросы снижения себестоимости строительных работ.

Анализ и изучение опыта строительства монолитных зданий показывает, что многие проблемы на строительных связаны отсутствием опыта применения современных технологий, более доступной для производственников и проектировщиков отечественной научно-технической литературы, обширностью исследуемых проблем и ее наличием не только в пределах РФ, но и по всему миру. Это также связано с большим разнообразием технологий по проектированию оснований и фундаментов зданий и сооружений на основе новых компьютерных технологий. В настоящее время очень разнообразны технологии производства строительных работ с применением современных отечественных и зарубежных научных достижений, с большим разнообразием инженерно-геологических, гидрогеологических, природно-климатических условий территории РФ[2, 3, 4, 5].

Качество возводимых на слабых водонасыщенных глинистых грунтах зданий и сооружений, пристраиваемых к существующим зданиям в основном зависит от пра-

вильности и обоснованности применяемых технологий производства работ, особенно работ нулевого цикла.

В основании зданий и сооружений, возводимых на слабых водонасыщенных глинистых грунтах, в качестве искусственного основания применяют: песчаные подушки, песчаные сваи, песчаные прорези, известковые сваи, цементацию грунтов, уплотнение пригрузкой и т.д.

В процессе исследований был изучен опыт строительства зданий на насыпных грунтах. На площадках с насыпными грунтами нормальная эксплуатация зданий и сооружений достигаются применением одного из следующих принципов [3]:

- подготовки оснований;

- прорезки насыпных грунтов глубокими, главным образом, свайными фундаментами;

- комплекса мероприятий, включающего подготовку основания, конструктивные и иногда водозащитные мероприятия.

Строительство высотных зданий привело к увеличению удельной нагрузки на основание, когда свайные фундаменты и комбинированные свайно-плитные фундаменты обычно являются наиболее эффективными видами фундаментов. В комбинированных свайно-плитных фундаментах воспринимаемые ими нагрузки от здания передаются на основание, как сваями, так и объединяющей их плитой. При этом сваи в составе этих фундаментов должны работать как висячие. Для устройства свайных фундаментов применяются следующие способы погружения предварительно изготовленных свай и свай-оболочек: забивка, вибропогружение, вдавливание и завинчивание и т.п.

Как показывает исследования после забивки свай в слабые водонасыщенные глинистые грунты обычно со временем наблюдается повышение несущей способности свай, что обусловлено процессами «засасывания».

При забивке свай в слабые водонасыщенные глинистые грунты в зоне нарушения природной структуры наблюдается разрушение структурных связей и частичный переход физически связанной воды в свободную воду. Со временем наблюдается обратный процесс - тиксотропное упрочнение глинистых грунтов во времени и восстановление физически связанной воды.

Степень тиксотропного упрочнения глин после нарушения их структуры зависит от «чувствительности» глин.

При монолитном домостроении увеличение количества конструктивных элементов и разнообразия фасадов приводит к увеличению объема опалубочных работ, большему использованию кранового времени, увеличению общего объема арматурных и бетонных работ и трудоемкости.

При этом могут быть увеличены объемы работ выдерживанию бетона и затраты организацию подачи и укладки бетонной смеси.

На экспериментальных объектах для возведения конструкций использовались конструкционные бетоны следующих классов: В20; В22,5, В25; В30; В35 и В40. Применение химических добавок является одним из перспективных направлений регулирования технологических свойств смесей и повышения характеристик бетонов.

Эффект действия добавок состоит в:

- при неизменном В/Ц осадка конуса (подвижность бетонных смесей) в 5...8 раз;

- при одинаковом расходе цемента водопотребность снижается на 12...25 %, а прочность повышается до 50 %.

Основное назначение суперпластификаторов - разжижение бетонной смеси до высокоподвижной и литой. При этом достигается повышение физико-механических характеристик.

Применение различного рода пластифицирующих, воздухововлекающих и других типов добавок зависит от минералогического состава цемента. Для одних цементов введение С-3 приводит к повышению подвижности, снижению расхода воды до 20 %, более раннему набору прочности и повышению физико-механических характеристик. Цементы с отличным минералогическим составом приводит в ряде случаев к замедлению набора прочности, а снижение В/Ц не всегда обеспечивает повышение прочности бетона.

При наличии в геологическом разрезе слабых глинистых и насыпных грунтов для строящихся зданий были предложены уплотненные основания и свайные фундаменты. Верхние слабые слои грунтов основания, если они при расположении подвалов окажутся ниже уровня фундаментов, были заменены послойно уплотненными песчаными основаниями.

В связи с тем, что эти здания находятся в стесненных условиях песчаная подушка устраивалась слоями толщиной 20-30 см и уплотнялась до степени плотности 0,80-0,9 малогабаритными катками или трамбовками. На ряде объектов применялись свайные основания, устраиваемые в лидерных скважинах методом вдавливания.

Рытье котлованов осуществлялось с помощью экскаваторов на гусеничном ходу HYUNDAI R-250LC-7 объемом ковша 1,08 м3, HYUNDAI R-260LC-7 объемом ковша 1,62 м3 с погрузкой грунта на автосамосвалы марки КАМАЗ-55111 и КАМАЗ 65115 с грузоподъемностью соответственно 13 и 15 т.

Наблюдения показали, что в городских условиях для перевозки грунта на расстояния более 3-5 км, приведенные выше, экскаваторы одновременно обслуживают до 13-16 самосвалов без значительных простоев. Увеличение грузоподъемности машин от 10 до 15 тонн при работе в городских условиях (при скорости движения в среднем до 25-40 км/час) дает на 5-8 % больше экономического эффекта.

На объектах исследовалась эффективность применения опалубочной системы «DALLI». Применение специальных смазок и усовершенствование технологии использования позволили увеличить кратность использования опалубок «DALLI» в 1,52,0 раза. В результате исследований удалось снизить трудозатраты на сборку и разборку опалубки «DALLI» по сравнению с аналогичными опалубочными системами «Пар-тек» и «Утинор» на 10-20%.

Бетонная смесь на объекты поставлялась из централизованных бетонных заводов. Для перевозки готовой бетонной смеси использовались специальные автобетоносмесители. На объектах использовались бетононасосы «Putzmeister» марки BSA 1407 D и BSA 1408 E.

Эти бетононасосы имеют максимальный объем подачи бетонной смеси до 79 м3/час, максимальную высоту подачи бетонной смеси до 100 ми максимальную дальность подачи бетонной смеси 250 м.

Выдерживание бетона конструкций производилось с помощью греющих проводов (ПТПЖ 2x1,2) путем нагрева бетона до 40°С за 12-16 часов, выдержке при указанной температуре в течение 36-48 часов и остыванию в течение 12-24 часов.

В летнее время с целью снижения влагопотерь свежеуложенного бетона, повышения его прочности, уменьшения трудозатрат по уходу за ним, сокращения сроков распалубки, экономии материально - технических ресурсов была разработана и успешно применена технология предохранения бетона от обезвоживания путём применения водорастворимых полимеров.

При исследованиях была установлена эффективность использования одного башенного крана, при максимальном вылете 65 м.

По результатам проведенных исследований были разработаны рекомендации по повышению эффективности технологий устройства оснований, фундаментов и подземных сооружений на слабых водонасыщенных грунтах и насыпных грунтах и снижению общей себестоимости строительства зданий.

Литература:

1. Абелев М.Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. М.: Стройиздат, 1983. - 248с.

2. Афанасьев А.А., Данилов Н.Н., Копылов В.Д. и др. Технология строительных процессов. М.: Высшая школа, 1999. - 463 с.

3. Кругов В.И. Основания и фундаменты на насыпных грунтах. М.: Стройиздат, 1988. 224 с.

4. Теличенко В.И., Терентьев О.М., Лапидус А.А. Технологии возведения зданий и сооружений. М.: Лакир, 1999. -368 с.

5. Щерба В.Г. Учет стесненных условий при строительстве монолитных многоэтажных жилых зданий на слабых грунтах. Промышленное и гражданское строительство. М. 2010, № 6. С. 55-57.

The literature:

1. Abelev M. Ju. An industrial and civil building on weak water sated grounds. M: Stroyizdat, 1983. - 248.

2. Afanasev A.A., Danilov N.N., Kopylov V. D, etc. The building processes technology. M: the Higher school, 1999. - 463.

3. Krutov V. I. The bases and on bulk grounds. M: Stroyizdat, 1988. 224 with.

4. Telichenko V. I, Terentyev O. M, Lapidus A.A. The technologies of buildings and constructions erection. M: Lakir, 1999.-368 .

5. Sherba V.G. The accounting of the constrained conditions at building of monolithic multi-storeyed residential buildings on weak grounds. Industrial and civil the builder-stvo. M. 2010, № 6. p. 55-57.

Ключевые слова: здания, грунт, осадка, бетон, кран, арматура, технология.

Keywords: buildings, a ground, a deposit, concrete, the crane, armature, technology.

г. Москва, ул. Трифоновская, д. 57, Тел. 514-21-20, 648-47-40, int207@mail.ru

Рецензент: Абелев М.Ю. доктор технических наук, профессор, ГАСИС