Технология строительного производства

Технология строительного  производства

1. Механизация  бетонных и железобетонных работ

Оптимальный вариант механизации  определяют по трем основным показателям: продолжительность работы; трудоемкость работ; стоимость работ на 1 м3 уложенного бетона.

Транспортировка бетонной смеси. Бетонная смесь доставляется до потребителя, т. е. в зону бетонных работ, автобетоновозами или автобетоносмесителями. Автобетоновозы — открытые самосвалы с объемом кузова 3...5 м3 используют обычно при расположении бетонного завода в пределах 10 мин пути до строительной площадки. Автобетоносмесители представляют собой бетонный смеситель объемом 5...8 м3, устанавливаемый на автомобилях типа МАЗ, КамАЗ (для меньших объемов) и «Рено», «Мерседес» (для больших объемов). Отечественные автобетоносмесители выпускают с двумя режимами работы: принудительным перемешиванием бетонной смеси по команде водителя из кабины и с перемешиванием бетонной смеси только при движении автомобиля. Недостатком смесителей второго типа является ограниченная область их применения только на строительстве объектов, где бетонирование осуществляется строго по графику, в случае непредвиденного ожидания разгрузка значительно усложняется.

Уклада бетонной смеси. Бетонная смесь подается в конструкцию  различными способами: по лотку, грузоподъемными  механизмами, бетононасосами. Первые два  способа используют при укладке  до 50 м3 бетона в смену, третий — при  любых объемах, но экономически целесообразно  его применение при укладке не менее 45 м3 бетонной смеси в смену. По лотку бетонная смесь подается при возможности установки автобетоносмесителя выше уровня бетонируемой конструкции, например, при заливке фундаментной плиты и возможности заезда автомобиля на дно котлована. Лотки изготавливают из влагостойкой фанеры или металлических листов длиной до 6 м. Для подачи бетонной смеси в бадьях или бункерах используют имеющиеся и задействованные для других погрузочно-разгру-зочных работ грузоподъемные механизмы. В основном это самоходные и башенные краны, иногда используют приставные краны. Бадьи имеют объем 0,3... 1 м3 и для удобства подачи бетонной смеси выполнены в виде «рюмки», на которую для полного ее опорожнения устанавливают вибратор.

Наибольшее распространение  при укладке бетонной смеси имеют  бетононасосы. При объеме укладки  до 80 м3 бетона в смену используют отечественные или импортные  автобетононасосы на базе автомобилей  КамАЗ, МАЗ, «Мерседес». Автобетононасосы оснащены загрузочным бункером, насосом  и раздаточной стрелой. Бетонную смесь подают в вертикальном (до 80 м) и горизонтальном (до 360 м) направлениях. При строительстве объектов с  потребностью более 60 м3 бетона в смену, а также зданий повышенной этажности (более 20 этажей) применяют стационарные бетононасосы в комплекте с раздаточными бетоноукладчиками. Бетоноукладчики, имеющие вылет стрелы до 60 м, устанавливают  на смонтированные конструкции здания или вспомогательные опоры. Бункер бетононасоса соединяется с бетоноукладчиком с помощью вертикального трубопровода, по которому и поступает смесь. С  одной стоянки бетоноукладчика  осуществляется укладка бетона на нескольких ярусах. На следующую стоянку бетоноукладчик, масса которого составляет 1...6 т, переставляют установленным на объекте монтажным  краном, бетоновод удлиняют и бетонная смесь подается на вновь возводимые ярусы здания. Для уплотнения бетонной смеси, в случае если это требуется по технологии производства работ, используют вибраторы различного назначения: для вертикальных конструкций — глубинные вибраторы, для горизонтальных — виброрейки.

2. Разработка грунта  скреперами. Способы набора схемы  резанья грунта. Скреперы

Эксплуатационные возможности  скреперов позволяют использовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей, при устройстве различных  выемок и насыпей. Скреперы классифицируются:

· по геометрическому объему ковша — малый (до 3 м3), средний (от 3 до 10 м3) и большой (свыше 10 м3);

· по роду агрегатирования с тягачом — прицепные и самоходные (в том числе полуприцепные и седельные);

· по способу загрузки ковша  — загружаемые за счет силы тяги тягача и с механической (элеваторной) загрузкой;

· по способу разгрузки  ковша — со свободной, полупринудительной и принудительной разгрузкой;

· по способу привода рабочих  органов — гидравлические и канатные.

Скреперами ведут разработку, транспортирование (дальность транспортирования  грунта колеблется от 50 м до 3 км) и  укладку песчаных, супесчаных, лессовых, суглинистых, глинистых и других грунтов, не имеющих валунов, а примесь  гальки и щебня не должна превышать 10%. В зависимости от категории  грунтов резать их наиболее эффективно на прямолинейном участке пути при  движении под уклон 3-7 градусов. Толщина разрабатываемого слоя в зависимости от мощности скрепера колеблется от 0,15 до 0,3 м. Разгружают скрепер на прямолинейном участке, при этом поверхность грунта разравнивают днищем скрепера.

 

Рис. 9. Способы срезания стружки при работе скрепера: а — с наполнением ковша стружкой постоянной толщины; б — с наполнением ковша стружкой переменного сечения; в — гребенчатый способ наполнения ковша стружкой; г — наполнение ковша способом клевков

Различают несколько способов срезания стружки при работе скрепера (рис. 9):

· стружкой постоянной толщины. Способ применяют при планировочных  работах;

· стружкой переменного сечения. При этом грунт срезается с  постепенным уменьшением толщины  стружки по мере наполнения ковша, т. е. с постепенным выглублением ножа скрепера к концу набора;

· гребенчатым способом. При этом грунт срезается с  попеременным заглублением и постепенным  подъемом ковша скрепера: на разных стадиях толщина стружки меняется от 0,2-0,3 м до 0,08-0,12 м;

· клевками. Наполнение ковша  осуществляется путем многократного  заглубления ножей скрепера на возможно большую глубину. Способ применяют  при работе в рыхлых сыпучих грунтах.

В зависимости от размеров земляного сооружения, взаимного  расположения выемок и насыпей применяют  различные схемы работы скреперов. Наиболее распространенной является схема  работы по эллипсу. При этом скрепер  каждый раз поворачивается в одну сторону.

 

Рис. 10. Способы разработки забоя: а — траншейно-гребенчатый; б — ребристо-шахматный.

При работе в широких и  длинных забоях наполнение ковша  скрепера осуществляется траншейно-гребенчатым  и ребристо-шахматным способами. При траншейно-гребенчатом способе (рис. 10) разработка забоя ведется  от края резерва или выемки параллельными  полосами постоянной глубины 0,1-0,2 м, одинаковыми  по длине. Между полосами первого  ряда оставляют полосы не срезанного грунта — гребни, по ширине равные половине ширины ковша. Во втором ряду проходов забирают грунт на полную ширину ковша, срезая гребень и образовывая  под ним траншею. Толщина стружки  в этом случае в середине ковша 0,2-0,4 м, а по краям 0,1- 0,2 м.

При ребристо-шахматном способе (рис. 10) разработка забоя производится от края выемки или резерва параллельными  полосами так, чтобы между проходками скрепера оставались полосы не срезанного грунта, равные по ширине половине ширины ковша.

Второй ряд проходок разрабатывают, отступая от начала первого ряда на половину длины проходки первого  ряда. Работу скрепера следует сочетать с работой бульдозера, используя  их для разработки повышенных участков и перемещения грунта на небольшие  расстояния в пониженные места.

3. Способы укрепления  грунтов

Совокупность воздействий, в результате которых повышается прочность грунта, он становится неразрываемым, а в некоторых случаях и  водонепроницаемым, представляет собой  искусственное закрепление грунтов.

Закрепляют грунты для  создания вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес и повышения  несущей способности грунтовых  оснований. В зависимости от физико-механических свойств грунта, его состояния, требуемой степени и назначения закрепления существуют следующие способы искусственного за крепления грунтов: замораживание, цементация, битумизация, химический, электрохимический и др.

Замораживание грунтов применяют  в сильно водонасыщенных грунтах (плывунах) при разработке глубоких выемок. для этого по периметру котлована погружают замораживающие колонки из труб, соединенные между собой трубопроводом, по которому нагнетают специальную жидкость— рассол (растворы солей с низкой температурой замерзания), охлажденный холодильной установкой до —20...—25°С (рис. ‚1.8).

Охлаждающие иглы состоят  из наружных труб, закрытых и заостренных  снизу, и внутренних, вставленных  в них коаксиально и открытых снизу. Рассол поступает во внутреннюю трубу, а в нижней части колонки  переходит в наружную трубу, по которой  поднимается вверх, после чего направляется к следующей колонке. Окружающий грунт замерзает концентрическими цилиндрами с постепенно увеличивающимися диаметрами. Эти цилиндры смерзаются в сплошную стенку мерзлого грунта, которая выполняет функцию ограждения временной выемки. Способ замораживания имеет следующие недостатки: временное сохранение эффекта (на период действия замораживающей установки), длительный процесс естественного оттаивания, повышение влажности грунта за счет миграции воды из теплых слоев грунта к охлажденным (под действием градиента температур) и др. Однако технология замораживания и технические средства для ее выполнения достаточно отработаны, и поэтому, несмотря на указанные недостатки, этот способ широко используют.

Цементация и битумизация  заключаются в инекцировании соответственно цементного раствора или разогретых битумов в пористые грунты с высоким коэффициентом фильтрации, а также в трещиноватые скальные породы.

Химическим способом закрепляют песчаные и лессовые грунты нагнетанием  в них через инъекторы химических растворов.

Химический способ может  быть двух- и одно растворный. Двух растворное закрепление состоит в последовательном нагнетании в грунт сначала водного  раствора силиката натрия (Та28iОз а затем хлористого кальция (СаСI2). Растворы вступают в реакцию и образуют гель кремниевой кислоты (пiО2тН2О), который обволакивает зерна грунта и, твердея, связывает их в •монолит. Этот способ применяют в достаточно хорошо дренирующих грунтах (коэффициент фильтрации 2...80 м/сут). При этом прочность грунта достигает 1,5...3 МПа.

Одно растворное закрепление (Смесь силиката натрия и отвердителя) используют для слабо дренирующих  грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0.3 м/сут. Прочность закрепленного грунта 0,3...0,6 МПа.

Раствор при химическом закреплении  нагнетают специальными трубами-инъекторами (рис. У.9), погружаемыми раздельно или пакетами по 5 шт. Расстояния между инъекторами принимают в зависимости от вязкости раствора и типа грунта, уточняют экспериментально.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Заключается  он в пропуске через грунт постоянного  электрического тока с напряженностью поля 0,5... 1 В/СМИ и плотностью тока 1...5 А1м2. При этом глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.

Электрохимический способ отличается от предыдущего тем, что одновременно с электрическим током в грунт  вводят через трубу, являющуюся катодом  и служащую инжектором, растворы химических добавок, увеличивающие проводимость тока (силикат натрия, хлористый  кальций, хлористое железо и др.). Благодаря этому интенсивность  процесса закрепления грунта возрастает.

4. Приготовление  и транспортирование бетонной  смеси

Основной технологической  задачей при приготовлении бетонных смесей является обеспечение точного  соответствия готовой смеси заданным составам. Эту задачу решают благодаря  использованию кондиционных компонентов  бетонной смеси. ТОЧНОСТИ ИХ дозирования, включая и учет влажности инертных заполнителей.

Приготовление бетонной смеси  производится на районных и центральных  заводах товарного бетона или  на бетоносмесительных установках, располагаемых  вблизи от места потребления бетона.

Районные заводы имеют  годовую мощность 100...200 тыс. м3 к обслуживают стройки, находящиеся в радиусе ДО 25...З0 км. Завод состоит из одной, двух или трех секций, каждая из которых рассчитана на самостоятельную работу в автоматизированном режиме. Себестоимость товарного бетона на таких заводах сравнительно низка, однако они экономически оправданны, если в районе их действия гарантировано потребление всей продукции в течение 1О...15 лет.

Районные бетонные заводы могут готовить и сухие товарные смеси, т. е. дозированные компоненты смеси  без воды. В этом случае бетонные смеси в специальной таре доставляют обычными автомобилями к месту потребления  и перерабатывают на построечных  бетон приготовительных установках или в процессе транспортирования  в автобетоносмесителях.

Применение сухих смесей требует решения ряда вопросов, связанных  с их надежным тарированием, транспортированием и хранением.

Центральные бетонные или  бетонорастворные заводы обычно обслуживают  одну крупную строительную площадку, их рассчитывают на срок службы блочной  конструкции до 5...б лет. Такие заводы выполняют сборно-разборными блочной конструкции (рИс. Х.21), что делает возможным их перебазировку за 20...30 сут на трайлерах грузоподъемностью 20 т.

Себестоимость приготовления  бетонной смеси на таких заводах  выше, чем на районных бетонных заводах, и составляет около 0,5 руб/м3 при трудоемкости приготовления около 0,1...0,2чел.-дн/м. Однако их технологическим преимуществом является приближенность к мету потребления бетонных смесей.

Для обслуживания рассредоточенных объектов с незначительными объемами бетонных работ могут использоваться передвижные бетоносмесительные установки (рис. Х.22) производительностью 15...ЗО м3/ч. Их монтируют на специальных трэйлерных прицепах и перевозят с объекта на объект на буксире. Разновидностью передвижных установок являются установки, монтируемые на плавучих средствах. Передвижные установки могут работать автономно, а будучи приданы районному бетонному заводу, существенно увеличивают радиус его действия.

На рассмотренных выше бетоносмесительных заводах и в  установках все рабочие операции, связанные с приготовлением смеси, как правило, частично или полностью  автоматизированы.

При месячной потребности  в бетоне до 1,5 тыс. м и отсутствии я районе строительства бетонных заводов используют инвентарные  бетоносмесительные установки (рис. Х.23). При этом действия эффективны при  больших объемах работ и непрерывной  укладке смеси, например при бетонировании  гидротехнических Сооружений.