Анализ совершенствования комбинированного метода производства работ при технологии сборно-монолитного домостроения



Данная статья затрагивает тему сборно-монолитных конструкций, которые начинают получать широкое применение в современном строительстве, также рассматривается непосредственно технология возведения данных конструкций.

Ключевые слова: сборно-монолит, конструкции, колонна, ригель, возведение здания.

Использование таких материалов как бетон и железобетон в последние годы стало более масштабным. Они применяются при строительстве различных сооружений [4].

При рассмотрении наиболее перспективного применения данных материалов, можно рассмотреть монолитное строительство различных сооружений, которые также получают развитие в последние десятилетия. Что касается применения монолитного строительства в рамках исторического периода СССР, то в 20–30-е годы в СССР с помощью монолитного строительства воздвигались дамбы и плотины, каналы.

Что касается строительства жилых домов в Советском Союзе, то данная технология не применялась. Монолитное строительство применялось в основном на Западе и в европейских странах. Соединенные Штаты Америки являются государством, которое визуализировало данную технологию строительства в виде головокружительных небоскребов, которые расположены в городах Нью-Йорке и Чикаго. При строительстве в Советском Союзе, как правило, применялась технология строительства с помощью сборных железобетонных конструкций. Это обусловлено тем, что в Советском Союзе в послевоенные годы необходимо было восстановить практически половину всей страны.

Для того чтобы ускорить послевоенное восстановление страны и дать населению возможность получить доступное жилье, были предприняты действия, связанные со строительством однотипных зданий. Для того чтобы понять масштабы строительства одинаковых зданий, можно вспомнить о знаменитом кинофильме «Ирония судьбы или с легким паром», в котором герои, оказавшись в другом городе, совершенно не находят различий. Это объясняется тем, что, как правило, города застраивались абсолютно одинаковыми жилыми домами. Таким образом, данное принятое решение об унификации проектов жилых сооружений сделало возможным использование монолитного строительства жилых домов только в конце XX — начале XXI века. Если говорить о том, какое название носили эти одинаковые сооружения жилых домов в СССР, можно использовать такое понятие, как «хрущевки».

Конечно, не стоит говорить о том, что монолитное строительство вообще не применялось в архитектуре Советского Союза. Монолитные строения имели индивидуальный характер и были единичными элементами архитектурных ансамблей советских городов. Например, с помощью монолитного строительства было воздвигнуто здание Московского государственного университета, а также ряд станций метро в Москве [5].

Стоит отметить, что для Советского Союза было характерно использование в строительстве технологии сборных конструкций и железобетона. Это происходило, прежде всего, из-за того, что монолитное строительство еще было недостаточно развито и не было качественной опалубки. Так как монолитное строительство невозможно без опалубки, и упоминание об этом встречается в исторических документах Римской империи [1]. Хотя стоит отметить, что уже в 30-е годы XX века предпринимались первые попытки использования монолитного строительства с применением опалубки.

Таблица 1

Преимущества монолитного строительства [1]

№	Преимущество
1	Устойчивость к влиянию неблагоприятных и техногенных факторов окружающей среды
2	Сейсмоустойчивость — благодаря особой прочности конструкции и жесткости
3	Долговечность, которая насчитывает 150–200 лет
4	Бесшовная конструкция, обеспечивающаяся отсутствием стыков
5	Небольшой вес зданий, которые на 15…20 % легче кирпичных
6	Низкие сроки возведения зданий и сооружений
8	Удешевление отделочных работ
8	Возможность работы в зимний период при температуре воздуха до –25 °С
9	Экономичность возведения монолитных и опалубочных конструкций

Рассмотрим процесс монолитного строительства различных архитектурных сооружений более подробно. Данный процесс состоит из нескольких взаимосвязанных этапов выполнения строительных работ:

— Для удобства монтажа арматурного каркаса монолитного сооружения можно изготавливать специальные вертикальные шаблоны. Данные шаблоны устанавливают шагом 1–2 м или через 6 ячеек. После того, как проекты установлены в горизонтальное положение, происходит выкладывание горизонтальных элементов, которые крепятся к самому арматурному каркасу. Затем происходит установка вертикальных элементов. Таким образом, происходит формирование ячейки 20х20 см. Помимо основного арматурного каркаса, который связан из рифленой арматуры толщиной 12 мм, также можно использовать специальные гнутые элементы, которые делают данный каркас жестким. V-образные рифленые элементы толщиной 10 мм устанавливаются в вертикальных и горизонтальных частях конструкции с шагом через 2–3 ячейки [2]. Такая структура постройки делает возможным использовать строительные материалы в любых погодных условиях;

— Строительство монолитных стен осуществляется с применением штатной стеновой опалубки, которая состоит из стальных щитов разных размеров. Данный факт позволяет бетонировать стены любой высоты и любой площади. Перед монтажом штатной стеновой опалубки на арматурный каркас с двух сторон устанавливаются пластиковые фиксаторы арматуры, которые формируют защитный слой бетона в 2,5 см. После этого с двух сторон от арматурного каркаса устанавливаются опалубочные щиты, которые соединяются друг с другом с помощью стальных тяг. Стальные тяги могут быть разной длины в зависимости от толщины стены [3]. Строительные работы, связанные с опалубкой, очень трудоемкие. Опалубкой является строительная система, включающая ряд сборных и разборных элементов. Все работы, связанные со строительством монолитных сооружений, должны соответствовать СП 63.13330.

Достоинством монолитного строительства является то, что с использованием монолитного бетона можно воздвигать сооружение не только жилых домов, но и высотное сооружение. Также можно создавать различные архитектурные сооружения нестандартной формы и при любых погодных условиях. Но существует ряд проблем, которые связаны, прежде всего, с необходимостью осуществлять контроль монолитных конструкций, которые выдвигаются в настоящее время на территории Российской Федерации. Монолитные конструкции зависят от этапа проектирования, а также квалификации тех работников, которые занимаются монолитными работами. Также немалую роль играют составные строительные элементы, которые используются при строительстве монолитных сооружений.

Для опалубки сборные элементы, из которых она состоит, изготавливаются на различных заводах и активно применяются в строительстве монолитных сооружений. Сборные монолитные конструкции из железа и бетона должны соответствовать стандартам по несущей способности и также соответствовать нормальной эксплуатации согласно ГОСТу 27751.

Монолитные строительные конструкции, которые являются сборными, необходимо определять, исходя из особенностей двух этапов проведения строительных работ:

— для первой стадии — до приобретения бетоном, уложенным на месте применения конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности — на воздействие массы этого бетона и других нагрузок, действующих на этапе возведения конструкции;

— для второй стадии — после приобретения бетоном, уложенным на месте применения конструкции (бетоном омоноличивания), заданной прочности — на эксплуатационные нагрузки. Расчетные действия выполняются, учитывая изначальные показатели деформации материалов.

Расчетные работы относительно сборных конструкций первого и второго этапа должны соответствовать СП 63.13330.

Так как опалубочные строительные работы занимают большое количество времени и являются значительно трудозатратными, для ускорения процесса строительства монолитных сооружений целесообразно автоматизировать эти процессы. Автоматизация процессов опалубочных строительных работ позволяет существенно сэкономить время и трудовые ресурсы.

Рассмотрим наиболее подробно один из методов, который используется при подъемно-переставной опалубке. Данный вид опалубочных работ представляет из себя определенное сооружение, которое имеет в своем составе различного рода щиты для наружных и внутренних работ (рис. 1).

С использованием данного метода можно воздвигать достаточно высокие сооружения, так как основная характеристика данного метода состоит в том, что бетон, который используется для строительства сооружений через определенное время, застывает. Застывший бетон приобретает ту прочность, которая нужна для фиксации монолитного архитектурного строения. После этого вся конструкция опалубки передвигается на следующий ярус для продолжения строительных работ. Таким образом, данный метод позволяет осуществлять бетонирование по ярусам.

Рис.1. Подъемно-переставная опалубка [1]:

1 — бетонируемая стена; 2 — наружные щиты; 3 — внутренние щиты; 4 — подъемное устройство; 5,6 — шахта опорно-подъемного устройства; 7 — рабочая площадка; 8 — опорные балки; 9,10 — наружные и внутренние подвесные подмости

Очень сжатые сроки строительства вынуждают поднимать опалубку при любых погодных условиях. При использовании подъемно-переставной опалубки как способа автоматизации, строительство архитектурных сооружений продолжается при любых погодных условиях. При первой захватке устанавливаются закладные детали для первой анкеровки. К ним привинчиваются подъемные башмаки. Подъемный узел подвешивают с краном, теперь монтируется опалубка. После бетонирования второй секции опалубка отодвигается и в первый раз поднимается, а затем после затвердения цемента опалубка будет подниматься столько раз, сколько необходимо ярусов сделать в данном архитектурном сооружении. Если рассматривать для примера строительства 46-этажного здания, то с помощью данного метода опалубки строительство архитектурного сооружения можно значительно сократить по времени, а также сделать относительно безопасными строительные работы на высоте.

Еще одной разновидностью автоматизации опалубочных работ является применение метода объемно-переставной опалубки. Данный метод значительно похож с предыдущим методом, который мы рассматривали, но здесь применяется несколько различных разновидностей щитов и каркасов для опалубки.

Из всего вышеперечисленного, можно сделать вывод, что автоматизация процесса, связанного с опалубочными работами, уменьшают время проведения строительных работ и снижает трудовые затраты в отношении строительных работ по бетонированию.

Что касается использования метода подъемно-переставной опалубочной системы, то данный метод эффективен для строительства высотных зданий, таких как небоскребы в Соединенных Штатах Америки. Но стоит отметить, что данный метод осуществления опалубочных работ может отрицательно повлиять на время затвердевания бетона, существенно его повышая.

Если предыдущий метод можно использовать при строительстве высотных зданий, для которых характерно сужение в верхней части здания, то объемно-переставная опалубка подходит для здания, где все этажи выполнены с одинаковой планировкой. Приведение опалубки скользящего типа в качестве автоматизации строительных работ значительно увеличивает скорость проведения строительных работ.

Представленную разновидность осуществления опалубочных работ рационально применять при строительстве различных объектов, где необходимо монолитное возведение строительных сооружений.

Представленный анализ демонстрирует, что автоматизация опалубочных работ позволяет делать строительные работы более эффективными и сокращает временные и трудовые ресурсы на возведение монолитных архитектурных сооружений.

Литература:

1. Адамцевич А. О., Пустовгар А. П. Оптимизация организации производственных процессов монолитного строительства // Вестник МГСУ. 2013. № 11. С. 242–248
2. Баженов Ю. М. Технология бетона: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по строительным специальностям / Ю. М. Баженов. [5-е изд.]. М.: Изд-во АСВ, 2011. 524 с.
3. Войтович М. С., Лагута И. В. Обзор съемной опалубки для монолитного строительства // Региональное развитие: электронный научно-практический журнал. 2018. № 1(25).
4. Из истории монолитного домостроения [Русгерстрой] // Жилищное строительство. 1978. № 4. С. 30–31.
5. Казусь И. А. Советская архитектура 1920-х годов: организация проектирования. М.: Прогресс-Традиция, 2009. 464 с.