Основные принципы проектирования восстановления, усиления и замены конструктивных элементов здания

Основные принципы и специфика технологии производства работ при реконструкции зданий и сооружений.

Основные внутриплощадочные подготовительные работы должны обеспечивать:

- сокращение продолжительности;

- создание безопасных благоприятных условий выполнения работ;

- предотвращение нарушений технологии и правил безопасного выполнения работ.

В процессе Р используются действующие инженерные сети, расположенные рядом (для снабжения стр. пл. эл.эн, теплом, газом и т.д.). Сокращению продолжительности подготовительного периода способствует предоставление заказчиком части реконструируемого здания (или помещений в соседних зданиях) для размещения вспомогательных помещений подрядчика (бытовок, складов и др.), остальные временные здания размещают на стр. пл. или в радиусе пешеходной доступности.

При использовании внутриквартальных дорог и проездов их проверяют на допустимость провоза строительных грузов: по высоте, ширине и радиусу поворотов. Для проезда строительных машин и транспорта с грузами к реконструируемому зданию часто приходится демонтировать временные строения, гаражи, малые архитектурные формы, ограждения территории.

Для обеспечения безопасных условий труда и непрерывности производства работ сооружают временные стенки и перегородки, временные покрытия от атмосферных осадков; ограждения, предупреждающие от падения с высоты; ограждения (экраны) для защиты от ослепления при электросварочных работах.

Необходимо также обеспечить целостность и сохранность существующих соседних зданий от планируемых реконструктивных мероприятий, что особенно е значение имеет при выполнении работ в условиях исторической застройки города. Для этого выполняются подготовительные работы по следующим направлениям:

1) предохранение зданий от динамических воздействий при забивке свай, вибропогружении шпунта, уплотнении грунта основания трамбующими плитами, проведении взрывных работ и пр.;

2) предохранение от загрязнения (от пыли) при разборке кирпичных и бетонных конструкций, отрывке котлованов и траншей, транспортировке бетона и сыпучих материалов;

3) предохранение от механических повреждений при работе строительных машин и механизмов.

Средняя продолжительность подготовительного периода составляет до 20% общей продолжительности реконструкции здания.

Типизация и классификация конструктивных решений позволяют создать своего рода «банк решений» по восстановлению и усилению (табл.2) для основных конструкций зданий. Использование такого подхода дает возможность уменьшить трудоемкость разработки и повысить качество проектной документации.

Исходными данными для проектирования восстановления или усиления конструктивных элементов являются:

- материалы технического обследования;

-сведения о наличии у подрядчика необходимых материалов, строительных машин и механизмов;

-геологические и климатологические данные об условиях места расположения объекта;

- технико-экономическое обоснование целесообразности выполнения ремонтных работ.

Таблица. 2 Классификация методов восстановления и усиления конструктивных элементов зданий и сооружений

Элементы здания	Метод
Усиление	Восстановление	Замена
Основания	Инъекции, дополнительное уплотнение (упрочнение)	-	-
Фундаменты	Устройство обойм, разгрузочных конструкций, изменение конструктивной схемы	Инъекции, штукатурки, устройство гидроизоляции	-
Стены, каркасы	Устройство обойм, шпонок, скоб, стяжек, разгрузочных поясов, изменение схемы	Инъекции, штукатурки	-
Перекрытия	Увеличение сечения, устройство затяжек, шпренгелей, изменение схемы	Штукатурка	Замена
Крыши	Увеличение сечения элементов, изменение конструктивной схемы	Восстановление отдельных элементов	Замена
Лестницы	Увеличение сечения элементов лестницы	Инъекции, штукатурка	Замена
Балконы	Увеличение сечения, изменение конструктивной схемы	Инъекции, штукатурка	Замена

Кроме того, должна учитываться степень повреждения (реальное состояние) конструктивного элемента, определяемая как отношение затрат на восстановление к затратам на возведение здания.

- При слабой степени повреждения (5-20 %) восстановительный ремонт производится, как правило, без изменения конструктивной схемы и без детального технико-экономического обоснования.

- При средней степени повреждения (10-40%) восстановление производится с сохранением конструктивных элементов, находящихся в удовлетворительном состоянии.

- При сильной степени повреждения (40-80 %) восстановление допускается только при технико-экономическом обосновании.

- При степени повреждения более 80% речь может идти только о разборке объекта.

Производство земляных работ в условиях реконструкции.

Земляные работы относятся к наиболее трудоемким и тяжелым строительным работам. В ходе производства земляных работ создается земляное сооружение, которое является частью конструкции подземной части здания.

Земляным сооружением называется инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое на поверхности земли. В зависимости от срока службы их делят на постоянные и временные. Постоянные предназначены для эксплуатации в течение длительного времени. Временные - устраивают для развертывания и выполнения последующих строительно-монтажных работ (котлованы, траншеи, ямы).

Особенности производства ЗР при реконструкции заключаются:

1) в стесненности условий работ, ограниченных сохраняемыми фундаментами и другими конструкциями реконструируемого и соседних зданий; в ограниченности размеров ЗС;

2) в необходимости выполнять работы в насыпных грунтах, содержащих, как правило, большое количество твердых включений (отходы бетона, раствора, ЖБИ, металлолом);

3) в необходимости выполнения ЗР в сжатые сроки;

4) в поиске действующих и недействующих подземных коммуникаций;

5) в наличии технологических ограничений по производству работ (исключение динамических воздействий на грунт при разработке и уплотнении);

6) в невозможности использования традиционных технологий разработки, транспортировки и укладки грунтов и в связи с этим большой объем работ, выполняемых вручную.

Перед началом работ по устройству выемок после вынесения в натуру контура котлована необходимо уточнить расположение всех подземных коммуникаций, попадающих в зону работ, и обозначить их в натуре. Инженерные коммуникации выявляются на основании исполнительных схем действующих и недействующих коммуникаций, а также с помощью специальных методов и приборов обнаружения трубопроводов и электрокабелей. В основе этих методом лежит нахождение магнитного поля, созданного самим кабелем или наведенного внешними возбудителями, с помощью кабелеискателей (КТ-1, КИ-4П и др.), определяют также глубину залегания кабелей (ПИГ). Иногда после проведения таких работ требуется корректировка ППР по устройству выемки.

Итак, до производства ЗР необходимо:

1) обозначить на местности положение существующих коммуникаций

2) установить геодезические знаки (временные реперы)

3) подвезти все материалы и приспособления (лестницы, крепления стен и т.д.)

4) снять растительный слой

5) разобрать конструкции, подлежащие сносу

6) разобрать покрытия дорог, полов и т.д.

При устройстве котлована учитывают свойства грунтов, наличие грунтовых вод и расположение соседних фундаментов. В условиях реконструкции практически невозможна разработка грунта с углом естественного откоса. Глубина выемки с вертикальными откосами не должна превышать значений, регламентированных СНиП, а при большей глубине разработки необходимо предусматривать крепление стенок котлована. При отрывке котлована для восприятия горизонтальных сил, действующих на откосы, устанавливаются распорные конструкции, якоря, рамы или пояса жесткости. В некоторых случаях в качестве якорей используют фундаменты и колонны, расположенные на расстоянии от зоны обрушения грунта в котлован. Конструкции крепления могут быть инвентарными, стационарными и конструктивными (когда материал крепления откосов при бетонировании фундаментов выполняет конструктивную роль и остается в теле монолитного фундамента). Консольное (консольно-распорное) крепление (рис.1) устраивают при ограничениях, не позволяющих применять анкерные крепления. Его устраивают при глубине выемки: до 3 м – из деревянного шпунта, до 6 м из металлического шпунта, до 10 м - из буронабивных свай или монолитных и сборных ж/б конструкций, выполняемых методом «стена в грунте».

При наличии рядом с устраиваемой выемкой подземных коммуникаций применяют анкерное крепление, при этом анкеры располагают на поверхности земли или заглубляют (рис.1)

В условиях реконструкции зданий при устройстве крепления стенок небольших котлованов применяют метод торкретирования с помощью цемент-пушки или бетон-шприц-машины. Набрызг бетонной смеси производится под высоким давлением; ее частицы при нанесении первого слоя проникают в мягкий грунт, а при нанесении последующих слоев – в не успевшую схватиться смесь предыдущего слоя. При необходимости между слоями укладывают арматурную сетку. В результате получается монолитная конструкция толщиной около 75 мм.

Разработка грунта при реконструкции зданий и сооружений связана с необходимостью предварительного разрушения бетонных (асфальтобетонных) покрытий и разрыхления насыпного слежавшегося грунта с большим количеством твердых включений (бой кирпича и бетонных конструкций, наплывов раствора и бетона). При этом могут быть использованы экскаваторы, оборудованные гидро- и пневмомолотами различной производительности (от 2 до 10 м³/ч), а также однозубым и трехзубым захватно-клещевым рабочим органом.

Рисунок 1. Анкерное крепление стенок выемок

Реконструкция зданий и сооружений часто осложняется наличием высокого уровня подземных вод, обусловленного как природными факторами, так и протечками из водопровода и канализационных сетей. Неконтролируемое понижение УГВ часто вызывает деформации зданий, находящихся вблизи строительной площадки, вследствие осушения грунта под подошвой их фундаментов. Для понижения уровня грунтовых вод применяют один из способов, приведенных ниже, и выбранный на основе технико-экономического анализа вариантов производства работ: открытый водоотлив, дренаж, водопонизительные скважины, иглофильтры.

Разработку котлованов и траншей осуществляют экскаваторами, бульдозерами и погрузчиками различных типов. Машины выполняют операции в сложных, стесненных условиях, что приводит к снижению их производительности, увеличению объемов ручного труда, переходу на малогабаритное и более маневренное оборудование. Ручной труд используется в особо стесненных местах, где исключается применение средств механизации; при насыщении площадки подземными коммуникациями; при разработке грунтов вблизи существующих сооружений сложной конфигурации.

Для устройства котлованов и траншей в стесненных условиях наиболее часто используют гидравлические экскаваторы 2-4-й размерных групп с вместимостью основного ковша 0,25-1,0 м³.

В стесненных условиях наиболее эффективны машины с телескопическим оборудованием и быстросъемными рабочими органами. Желательно применение многооперационных строительных машин, выполняющих функции целого комплекса машин. В России широко используется зарубежная техника – полноповоротные мини-экскаваторы на гусеничном ходу(Komatsu, Hitachi (Япония), JSB-802 (Великобритания) и др.), которые комплектуются широким спектром сменного оборудования: ковшами с режущей кромкой, планировочными, погрузочными ковшами (для зачистки дна котлована под проектную отметку), гидромолотами, оборудованием для резки арматуры, грейферными ковшами и буровым оборудованием, водяными насосами и пр. При разработке грунта в траншее, пересекающей инженерные коммуникации, рекомендуется применять гидравлические экскаваторы ЭО-3322Б и ЭО-4321, оборудованные обратной лопатой. При этом направление перемещения экскаватора в стесненных условиях происходит зигзагообразно или по прямой линии в зависимости от расположения коммуникаций: вдоль траншеи, поперек или под углом к ней.

Разработку выемок глубиной до 6 м производят обычно экскаваторами, оборудованными обратной лопатой. Грунт разрабатывают продольными или боковыми проходками. Для разработки грунта в котлованах и перемещения его в зону работы экскаватора при стесненности его передвижения используют малогабаритные бульдозеры. Наиболее удобным органом для выемки грунта из котлована является грейферный ковш, использование которого позволяет отрывать котлованы с вертикальными стенками.

Для разработки грунта в узких местах и перемещения его на небольшое расстояние, обратной засыпки и разравнивания грунта в стесненных условиях эффективно применение бульдозеров. Вблизи протяженной конструкции (стены и т.п.) бульдозером послойно срезается и транспортируется грунт с образованием откоса с одной стороны выемки. Промежуточный отвал грунта, расположенный на поверхности, отгружается в транспорт при помощи экскаватора или погрузчика. Перспективными машинами для разработки, перемещения, разравнивания и обратной засыпки грунта в особо стесненных местах (узких проездах, траншеях, котлованах внутри здания) являются малогабаритные бульдозеры на базе тракторов Т-54В или на спецшасси, а также микробульдозер МБ-4.

В последнее время стали часто эксплуатироваться малогабаритные погрузчики с ковшом вместимостью 0,4…0,5 м³ и дополнительным рабочим оборудованием в виде обратной лопаты, плоского грейферного ковша и другого оборудования.

Разработка мерзлых и твердых грунтов осуществляется экскаваторами с использованием прямых и обратных лопат, с ковшами активного действия, с предварительным рыхлением динамическими и статическими рыхлителями, с оттаиванием мерзлых грунтов. Взрывной способ применяется ограниченно с использованием различных устройств и укрытий, предотвращающих разлет кусков взрываемого грунта.

Обратную засыпку осуществляют привозным грунтом, который доставляют автосамосвалами; засыпку и разравнивание грунта, кроме последнего слоя, выполняют экскаватором-планировщиком, снабженным удлинителем стрелы и оборудованным погрузочным ковшом. Экскаватор-планировщик передвигается по верхней бровке вдоль траншеи. Зоны шириной 40 см вокруг фундаментов, а также зоны, недоступные для разравнивания экскаватором, разрабатывают вручную. Последний слой засыпается и разравнивается бульдозером с поворотным отвалом. Грунт может разравниваться малогабаритным бульдозером типа УЗБТ-54В (на базе трактора Т-54В) и уплотняться подвесной вибротрамбовкой ПВТ-3. Для уплотнения грунтов в стесненных условиях реконструкции в отечественной и зарубежной практике применяются:

1) малогабаритные самоходные виброкатки

2) самопередвигающиеся виброплиты и вибротрамбовки

3) виброплиты и вибротрамбовки, подвешенные на кранах

4) механические трамбовки, управляемые вручную

5) взрывотрамбовки

6) различное оборудование для глубинного уплотнения грунтов.

Обратная засыпка и уплотнение грунта на открытой территории реконструируемых объектов производится механизированными комплексами, обычно применяемыми в строительстве.

Дата добавления: 2014-11-16