Материальные элементы строительных процессов

Материальными элементами строительных процессов являются строительные материалы, полуфабрикаты, детали и изделия. При создании строительной продукции труд воздействует на материальные элементы, в результате чего создаются здания, сооружения, их части или конструктивные элементы.

Строительные материалы (рис. 1) разделяют на природные (естественные) и искусственные.

К первой группе относят круглый лес, пиломатериалы, каменные плотные и рыхлые горные породы (естественный камень, гравий, песок, глина) и др.

К искусственным материалам относят вяжущие вещества (цемент, известь), искусственные камни (кирпич), керамические плитки, синтетические краски и лаки, строительные металлы, тепло- и гидроизоляционные материалы и др.

Строительные материалы имеют, как правило, устойчивые товарные свойства и изготовляются промышленными предприятиями без учета конкретной продукции, для производства которой они будут применены.

К полуфабрикатам относятся бетонная, асфальтовая и другие растворные смеси, характерным для которых обычно является необходимость употребления «в дело» через короткий период времени после приготовления. Поэтому полуфабрикаты не имеют устойчивых товарных свойств, они тесно связаны с конкретной строительной продукцией.

К деталям и изделиям относятся заранее изготовленные и монтируемые элементы, например двери, оконные переплеты и коробки, балки, фермы, стеновые панели, плиты перекрытий и покрытий, санитарно-технические кабины, блок-комнаты и др.

Полуфабрикаты, детали и изделия изготовляют на строительных площадках, приобъектных полигонах, в мастерских и на промышленных предприятиях. Последняя организационная форма производства в условиях индустриального строительства в СССР является превалирующей.

Технические требования, предъявляемые к качеству строительных материалов, полуфабрикатов, деталей и изделий, устанавливают строительные нормы и правила (СНиП), государственные стандарты (ГОСТы), технические условия (ТУ). В этих документах определено назначение строительных материалов и деталей, приведены указания по выбору и применению материальных элементов в зависимости от условий эксплуатации возводимого здания или сооружения, установлены условия транспортирования, правила приемки и хранения, правила отбора контрольных образцов, методика испытаний и др.

Материальные элементы, поступающие на строительную площадку, имеют технические паспорта и маркировку. Технический паспорт является документом, гарантирующим необходимые свойства, а маркировка (штампованием, надписями, ярлыками, бирками и др.) устанавливает индивидуальные особенности, точное наименование изготовителя и время изготовления.

СНиП, ГОСТы и ТУ имеют силу закона, и соблюдение их является обязательным для всех предприятий-изготовителей и строителей.

Рисунок 1 - Основные технические средства строительных процессов
а — экскаватор; б — стреловой кран с гуськом; в — автобетоносмеситель; г — пневматическая трамбовочная машина; д — лопаты (совковая и штыковая); е — электродрель; ж — инвентарный опалубочный щит; з — одиночный кондуктор (для монтажа колонн); и — подмости для кирпичной кладки.

16. ОРГАНИЗАЦИЯ ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Изготовление сборных железобетонных конструкций для мос­тов и тоннелей ведется на предприятиях трех типов: специализиро­ванные заводы МЖБК, полигоны, цеха на отдельных технологи­ческих линиях общестроительных заводов ЖБК.

Заводы МЖБК (мостовых железобетонных конструкций) имеют производительность 20... 60 тыс. м³ изделий в год и радиус доставки конструкций железнодорожным транспортом до 1200—1500 км. На них серийно выпускают типовые конструкции массового применения.

Для обеспечения потребности отдельных регионов строитель­ства устраивают центральные полигоны. Такой полигон мощ­ностью до 10 тыс. м³ железобетона в год оснащается оборудова­нием, которое позволяет изготавливать блоки мостовых конструкций из обычного железобетона, а также некоторые виды предварительно напряженных конструкций. Экономически вы­годной считается дальность перевозки изделий с полигонов по железной дороге 600—800 км, речным транспортом — до 1500 км, автомобильным транспортом — до 200 км. Производство сборного железобетона на полигоне имеет ряд преимуществ: оно может быть организовано за короткий срок (3...5 месяцев), в не­посредственной близости к строящимся сооружениям, требует меньших капитальных затрат на 1 м³ изделий, чем производство на заводах.

При строительстве крупных мостов, особенно городских, с боль­шим объемом сборных конструкций, изготовление и доставка кото­рых с заводов вызывает затруднения или бывает невозможной, со­оружаются приобъектные полигоны. Впоследствии такие полигоны целесообразно использовать в качестве центральных полигонов или переоборудовать в постоянный завод МЖБК. Основные узлы таких полигонов, являющиеся общими для всего строительства (бетоносмесительный, энергоснабжения, котельная, арматурный и др.), сра­зу сооружаются капитальными. Большая часть технологических ли­ний таких полигонов выносится на открытые площадки. Для организации выпуска необходимой номенклатуры изделий переобо­рудование приобъектных полигонов в районные или центральные ведется в соответствии с перспективой строительства искусственных сооружений в данном регионе. В первую очередь возникает необхо­димость в изготовлении блоков пролетных строений и элементов конструкций фундаментов и опор. Для формования сложных, пре­имущественно предварительно напряженных конструкций, выпол­нения арматурных работ необходимо, как правило, создавать зак­рытые цеха. Необходимо также предусмотреть мастерские для изготовления и ремонта опалубки и оборудования.

Размер площадок для размещения заводов и полигонов зависит от местных условий, организации производства и количества ис­пользуемых сооружений. Ориентировочными показателями такой территории могут служить для заводов 4...6 м²/м³, для полигонов 3...10 м²/м³ годовой производительности предприятия.

Зарубежный опыт показывает, что при небольшом и периоди­ческом применении в регионе сборных железобетонных конструк­ций в мостах изготовление таких конструкций целесообразно орга­низовывать на отдельных технологических линиях крупных заводов общего назначения, расположенных в этом регионе.

Схемы полигонов. Схема центрального полигона проектиров­ки СКБ Главмостостроя производительностью 10 тыс. м³ в год с полным составом вспомогательных устройств для любых реги­онов России показана на рис. 1. Все сооружения, используе­мые на полигоне и заводах, подразделяются на три комплекса: производственные, вспомогательные и административно-быто­вые. Производственный комплекс полигона состоит из закрыто­го корпуса размером 18x210 м, в котором размещаются арма турный цех со складом арматуры и формовочный цех с пропа­рочными камерами. К формовочному цеху примыкает бетонно-смесительный узел (БСУ) со складом заполнителей открытого или закрытого типа емкостью 2000 м³ и с механизированным цементным складом емкостью 720 т.

Рисунок 1 - Схема полигона МЖБК: 1 — склад заполнителей; 2 — транспортерные передачи; 3 — склад цемен­та; 4 — крытое помещение для изготовления мелких деталей; 5 — бето-носмесительная установка; б — козловый кран; 7 — склад блоков; 8 — стенды-камеры; 9 — теплосеть; 10 — котельная; 11 — пути крана; 12 — склад арматуры; 13 — арматурный цех; 14 — склад лесоматериалов; 15 — опалубочный цех; 16 — автодорога.

Заполнители, поступающие на склад из приемных бункеров, оборудованных установкой предварительного подогрева, подают­ся наклонным транспортером к конвейеру эстакады через перегру­зочный пункт. Выдача чистого заполнителя со склада или подача материалов в обогатительную камеру производится через подштабельную траншею и пункт перегрузки наклонными транспортера­ми соответственно в БСУ или в сушильный барабан для очистки и фракционирования.

Склады готовых изделий обслуживаются козловыми кранами К-451М или К-651, а для разгрузки арматуры, леса и оборудования, а также для обслуживания открытых производственных пло­щадок используют консольные козловые краны грузоподъемно­стью 7,5... 10,0 т.

На полигоне имеются автомобильные проезды и четыре желез­нодорожных пути: два — для подвоза заполнителей, цемента, леса и оборудования, один — для подвоза арматуры и вывоза готовой продукции и один — для обслуживания котельной и площадок (складов) хранения оборудования.

Административно-бытовые здания и транспортное хозяйство раз­мещаются вдоль автопроезда по краю полигона, вспомогательные мастерские и котельная — вдоль рельсового пути. Для складирования лесоматериалов и сборки металлических опалубок создаются откры­тые площадки. В регионах с умеренным климатом полигоны оборуду­ются открытыми штабельными складами инертных, обслуживаемыми грейфером. Здания полигонов возводятся по типовым проектам. На открытых площадках устраивается бетонное основание.

Заводы МЖБК. На рис. 2 дана схема завода МЖБК произво­дительностью около 40 тыс. м³ изделий в год. Главный корпус заво­да представляет собой трехпролетное капитальное здание шириной 54 м. По длине оно разделено на три секции по 54 м. В каждом про­лете расположено по два железнодорожных пути, а все погрузочно-разгрузочные работы в каждом пролете обслуживаются двумя мос­товыми кранами. Основной арматурный цех расположен в главном корпусе в первой секции второго и третьего пролетов.

В первом пролете в двух секциях изготавливают круглые полые сваи диаметром 0,4...0,6 м. Каркасы для них собираются на поточ­ных линиях в расположенном рядом арматурном цехе. Пропари­вают сваи в секционных ямных камерах. В третьей секции первого пролета на стационарных стендах изготавливают предварительно напряженные балки длиной 21 и 24 м.

Во втором пролете вторая и третья секции служат для размеще­ния технологических линий изготовления предварительно напря­женных балок длиной 24 м по агрегатной технологии и балок дли­ной от 12 до 18 м.

В третьем пролете в первой секции в двухкамерном стенде дли­ной 38 м по стендовой технологии изготавливают предварительно напряженные призматические сваи и другие длинномерные изде­лия. Во второй и третьей секциях организовано производство свай с ненапрягаемой арматурой и звеньев водопропускных труб, а так­же находится виброплощадка грузоподъемностью 5 т для изготов­ления мелких изделий

Рисунок 2 - Схема завода МЖБК: 1 — первый стенд; 2 — второй стенд; 3 — мостовой кран; 4 — обгонные пути; 5 — склад угля; 6— котельная; 7— полигонная площадка; 8 — про­парочные камеры; 9—козловый кран; 10—склад заполнителей; 11 — глав­ный корпус; 12 — бетоносмесительный цех; 13 — галерея; 14 — склад це­мента; 15 — склад опалубки; 16 — арматурный склад; 17 — ремонтно-механический цех.

К первому и второму пролетам примыкают тоннельные камеры длиной 56 м, из которых изделия после пропарки выкатываются на тележках в закрытое отделочное помещение. В линии главного корпуса располагается склад готовой продукции длиной 160 м. Вдоль склада на трех рядах колонн, образующих пролеты по 18 и 32 м, уложены подкрановые пути для мостовых кранов.

Часть изделий в теплое время года изготавливается на открытых площадках и двух стационарных стендах, совмещенных с пропароч­ными камерами. На открытых площадках изготавливают кольца водопропускных труб, а также индивидуальные конструкции в деревометаллической опалубке. На большой центрифуге готовят обо­лочки диаметром до 2,0 м. Оба стенда размещены на продолжении эстакады склада готовой продукции. В них изготавливают предва­рительно напряженные длинномерные конструкции.

Бетоносмесительный цех примыкает непосредственно к главно­му корпусу завода в средней его части. Бетонную смесь в главный корпус доставляют в бадьях на платформах по рельсовому пути, уложенному поперек главного корпуса, а к бетонируемым издели­ям — мостовыми кранами. Бетонную смесь на открытые площад­ки доставляют автомобильным транспортом.

Бетонное хозяйство завода имеет, кроме БСУ, открытые шта­бельные склады инертных, организованные на забетонированных площадках и обслуживаемые козловым краном с грейфером. А так же силосный цементный склад с восемью банками общей емкос­тью 800 т, оборудованный механическими транспортными средства­ми в виде системы шнеков и элеватора.

Завод имеет развитую внутреннюю сеть автомобильных проез­дов с твердым покрытием и сеть железнодорожных путей, связан­ных со станцией железной дороги, по которой на завод поступают материалы и оборудование, а с завода вывозится продукция.

Структура завода МЖБК. На заводе МЖБК применяется цеховая структура управления производством (рис. 3). Раз­личают производственную структуру и структуру управления завода. Производственной структурой называют состав основ­ных и вспомогательных цехов, а также обслуживающих хо­зяйств производственного назначения. Основными являются цехи, изготавливающие плановую продукцию основного про­изводства, вспомогательными — цехи, изготавливающие про­дукцию вспомогательного производства, потребляемую внут­ри завода. К общезаводским обслуживающим хозяйствам производственного назначения относятся складские, транспор­тные, энергосиловые и другие цеха, обслуживающие как основ­ное, так и вспомогательное производство.

Существуют три типа производственной структуры промышлен­ных предприятий: технологический, предметный и смешанный (предметно-технологический).

По технологическому признаку организованы арматурный и бетоносмесительный цеха. В состав арматурного и бетоносмесительного цехов входят их сырьевые склады. Внутри цехов выделя­ют технологические участки. В арматурном цехе это склад армату­ры, участок изготовления напрягаемых арматурных пучков, участки правки и резки арматуры, изготовления арматурных се­ток и др; в бетоносмесительном цехе — склад цемента, БСУ, учас­тки очистки и сортировки инертных, камнедробильный и др.

Организация технологического процесса. В настоящее время на за­водах МЖБК в нашей стране применяются два основных способа организации технологического процесса: стендовый и агрегатный.

Стендовый способ производства заключается в том, что изделия изготавливаются в неподвижных формах или на стационарных стен­дах. В процессе производства, начиная от установки арматуры и бе­тонирования и вплоть до приобретения бетоном необходимой проч­ности, изделия остаются на месте. Такая схема производства создает при нескольких стендах на технологической линии поточность за счет того, что специализированные звенья рабочих с обслуживаю­щими механизмами последовательно выполняют комплекс опера­ций, переходя от одного стенда (формы) к другому.

На некоторых заводах применяется поточно-стендовый способ изготовления. При этом специализированные звенья со своими механизмами и оборудованием переходят от стенда к стенду и вы­полняют свой элемент технологического процесса. Можно также выполнить весь технологический цикл изготовления изделия ком­плексной бригадой на одном стенде, подключить стенд для термовлажностной обработки изделия, а бригада сразу перейдет на дру­гой стенд. Поточно-стендовый способ эффективен при большом количестве однотипных конструкций, изготавливаемых продолжи­тельное время. Этот способ требует больших производственных площадей и поэтому чаще применяется на полигонах. На заводе МЖБК применена наиболее рациональная схема организации поточно-стендового способа в цехе при изготовлении предварительно напряженных балочных конструкций пролетных строений для автодорожных мостов.

Агрегатный способ производства состоит в том, что изделия из­готавливаются на специально оборудованных передвижных (кату-чих или переносных) агрегата в виде стендов либо форм. Опера­ции осуществляются последовательно на отдельных постах, оборудованных механизмами и устройствами (натяжным обору­дованием, бетоноукладчиком, краном, пропарочными камерами) в соответствии с выполняемым видом работ. Рабочие звенья за­креплены за каждым постом.

Агрегат перемещается по принципу прерывчатого конвейера по мере выполнения операции на каждом посту. Разновидностью аг­регатного способа производства является поточно-агрегатный спо­соб, когда агрегаты перемещаются с определенным ритмом. Вели­чина ритма определяется количеством времени необходимого на выполнение наиболее трудоемкой операции. Продолжительность нахождения агрегата на других постах может быть более кратков­ременной. Поточность обеспечивается последовательным размеще­нием технологического оборудования и обслуживающего персо­нала на постоянных рабочих местах при перемещениях изделия от одного поста к другому.

Преимущество поточно-агрегатной технологии заключается в том, что благодаря выполнению однородных операций на каждом посту постоянными исполнителями повышается производитель­ность труда. Доставка к рабочим местам арматурных заготовок и бетонной смеси упрощается, использование тоннельных камер для пропаривания сокращает срок твердения бетона. Высокая стоимость и сложность применяемой оснастки оправдываются при организа­ции поточно-агрегатной технологии на заводах с высокой степенью механизации всех производственных процессов.

17. СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Продуктивная деятельность человека характерна последовательностью действий, направленных на достижение цели. Для выражения такой деятельности употребляют термин «процесс». Обоснованность употребления такого термина объясняется его первоначальным значением - прохождение, продвижение.

Условно процессы принято подразделять на две группы: материальные и информационные.

Материальные процессы охватывают все действия, направленные на материальные предметы производства изменением их состояния, что приводит к созданию продукции.

К информационным процессам относятся все действия, совершаемые с идеальными предметами (цифры, информация и т. п.). Результаты информационных процессов служат основой для выполнения материальных процессов, особенно для их проектирования, принятия решений, подготовки, управления и др.

Основой технологии строительного производства являются материальные процессы, которые называют строительными процессами или процессами строительного производства. В строительных процессах участвуют рабочие (труд), используются технические средства (орудия труда), с помощью которых из материальных элементов (предметов труда) создается строительная продукция.

Строительные процессы характеризуются многофакторностью и специфическими особенностями, что обусловлено:

· стационарностью строительной продукции — при выполнении строительных процессов рабочие и технические средства перемещаются, а возводимые здания и сооружения остаются неподвижны;

· крупноразмерностью и массоемкостью строительной продукции — возводимые здания и сооружения имеют, как правило, значительные габариты и массу;

· многообразием строительной продукции — возводимые здания и сооружения различаются по производственным и эксплуатационным характеристикам, форме, размерам и внешнему облику, расположением по отношению к дневной поверхности земли и др.;

· разнообразием материальных элементов — при возведении зданий и сооружений находят применение самые различные материалы, полуфабрикаты, детали и изделия, при технологическом воздействии на которые создается строительная продукция;

· природно-климатическими условиями — здания и сооружения возводят в различных геологических, гидрологических и климатических условиях;

· условиями реконструкции и технического перевооружения предприятий — строительные процессы выполняют, как правило, на стесненных площадках, малыми рассредоточенными объемами, в действующих цехах и др.

Данные особенности требуют в каждом конкретном случае установления технологически правильных и эффективных методов выполнения строительных процессов, их организационных форм и взаимоувязки в пространстве и времени, способных обеспечить качество и экономичность строительной продукции.

Строительные процессы по своему содержанию в технологическом отношении представляют совокупность двух аспектов. Первый аспект определяет особенности, происходящие с материальными элементами в пространстве и времени без изменения их физико-механических свойств, а именно: транспортирование, укладку, сборку, стыковку и др. Второй аспект определяет физико-химические превращения, изменяющие конечные свойства материальных элементов, а именно: прочность, плотность, напряженность, теплопроводность, водонепроницаемость и др.

Так как в строительном производстве участвует много материальных элементов, то строительные процессы неодинаковы по степени технологической сложности и вызывают разнообразные структурные изменения в материалах, по-разному протекают во времени, при разном трудовом участии рабочих, при использовании различных технических средств.

Эффективность строительного производства во многом определяется организационными положениями и формами выполнения всех процессов, сопутствующих созданию строительной продукции.

В современном индустриальном строительстве технологические процессы строительного производства классифицируют в две группы — внеплощадочные процессы и процессы, производимые на строительной площадке.

Основой классификации процессов строительного производства является подразделение их по технологическим признакам на заготовительные, транспортные, подготовительные и монтажно-укладочные.

Заготовительные процессы обеспечивают строящийся объект полуфабрикатами, деталями и изделиями. Эти процессы выполняют обычно на специализированных предприятиях (заводах сборного железобетона, заводах товарного бетона и др.), но также и в условиях строительной площадки (приобъектные бетоно-растворные узлы, приобъектные арматурные цехи и др.).

Транспортные процессы обеспечивают доставку материальных элементов и технических средств строительных процессов к местам возведения конструкций. При этом транспортные процессы вне строительной площадки осуществляются общестроительным транспортом (от предприятий-изготовителей до складов строительной площадки или непосредственно к месту укладки), а внутри строительной площадки —приобъектными средствами транспорта. Транспортным процессам обычно сопутствуют процессы погрузки-разгрузки и складирования.

Подготовительные процессы предшествуют выполнению монтажно-укладочных процессов и обеспечивают их эффективное выполнение (например, укрупнительная перед монтажом сборка конструкций, предварительное перед монтажом обустройство монтируемых конструкций вспомогательными приспособлениями и т. д.

Монтажно-укладочные процессы обеспечивают получение продукции строительного производства и заключаются в переработке, изменении формы или придании новых качеств материальным элементам строительных процессов. Обычно идентичные монтажно-укладочные процессы имеют общие технологические особенности и поэтому не зависят в главном от вида и характера конкретных возводимых зданий и сооружений.

Монтажно-укладочные процессы могут быть характеризованы по ряду признаков.

По значению в производстве процессы могут быть ведущими и совмещенными. Ведущие процессы определяют развитие и выполнение строительства объекта. Совмещенные процессы, технологически непосредственно не связанные с ведущими процессами, могут осуществляться параллельно с ними. Совмещение процессов (при строгом соблюдении правил безопасности труда рабочих) позволяет значительно сокращать продолжительность строительства.

Процессы классифицируются также по степени участия машин и средств механизации при их исполнении. Механизированные процессы выполняются с помощью машин. Рабочие здесь лишь управляют машинами и обслуживают их. Полумеханизированные процессы характеризуются тем, что в них наряду с применением машин используется ручной труд. Ручные процессы выполняются инструментами.

В зависимости от сложности производства трудовые процессы могут быть простыми и комплексными. Простой трудовой процесс представляет собой совокупность технологически связанных рабочих операций, обеспечивающих получение законченной продукции и выполняемых группой согласованно работающих исполнителей одной специальности, но разной квалификации (звено, специализированная бригада). Каждая рабочая операция состоит из рабочих приемов, которые, в свою очередь, состоят из рабочих движений. Рабочее движение — однократное непрерывное перемещение рабочего органа исполнителя (пальцев руки, кисти, стопы и т. п.), осуществляемое рабочим в процессе труда, а рабочий прием — совокупность нескольких непрерывных движений рабочего, характеризуемых определенной целью, объединяющей эти движения, и постоянной их последовательностью.

Комплексный трудовой процесс представляет собой совокупность одновременно осуществляемых рабочих процессов, находящихся во взаимной организационной и технологической зависимости и связанных единством конечной продукции. Комплексный трудовой процесс, как правило, выполняется группой согласованно работающих исполнителей различных специальностей и разной квалификации (комплексной бригадой).

Технологические особенности некоторых процессов вызывают необходимость временного перерыва в действиях всех или части занятых в процессе рабочих. В этих случаях перерывы относятся к технологическим в отличие от перерывов, вызываемых метеорологическими причинами, и простоев из-за неудовлетворительной организации процессов.

Дата добавления: 2015-04-29