авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

«База нормативной документации: А.А. Афанасьев, Е.П. Матвеев РЕКОНСТРУКЦИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ Часть I Технологии восстановления эксплуатационной надежности жилых зданий ...»

-- [ Страница 5 ] --

Технологические карты сопровождаются схемами и графиками производства работ, где отражаются особенности и технологические регламенты выполнения наиболее сложных строительных процессов.

Особое внимание уделяется разработке документации, направленной на контроль качества работ. При этом предпочтение отдается инструментальным методам контроля как наиболее эффективным и достоверным.

Особое внимание уделяется безопасным методам производства работ, защите жильцов, эффективной работе грузоподъемных, землеройных и других строительных машин в стесненных условиях.

Отдельным разделом разрабатываются мероприятия и документация на обеспечение экологической безопасности производства работ: рекультивация земли;

применение технологий, снижающих или исключающих пыление, вибрации и шумы в ночное время;

работа машин и механизмов.

Вариантное проектирование. Особое место в организации реконструктивных работ отводится вариантному проектированию.

Используя принципы организационно-технологического моделирования, осуществляется оптимизация конструктивно База нормативной документации: www.complexdoc.ru технологических решений по критериям общей продолжительности, уровню механизации, рациональному использованию ресурсов и другим параметрам.

Вариантное проектирование технологии и организации реконструктивных работ должно производиться на стадиях ТЗ и технико-экономического обоснования. С учетом полученных результатов осуществляется разработка рабочей документации.

Все стадии проектирования должны осуществляться с участием архитекторов, конструкторов и технологов.

По данным состояния реконструируемого объекта или группы зданий осуществляется оптимизация конструктивных и организационно-технологических решений. На процесс оптимизации решающее влияние оказывает ряд факторов, из числа которых следует выделить уровень реконструктивных работ:

с сохранением объема здания;

с увеличением объема, надстройкой этажей и перепланировкой помещений;

с отселением или без отселения жильцов;

с освоением подземного пространства;

с частичной или полной заменой инженерных сетей и оборудования и т.п.

На рис. 5.9 приведена принципиальная схема вариантного проектирования реконструкции квартала застройки. Она включает несколько блоков технического, организационного и экономического плана. Каждый из перечисленных блоков преследует цель оптимизировать технические и организационно технологические решения с обеспечением требуемого уровня надежности и доходности проектов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.9. Вариантное проектирование реконструкции квартала застройки База нормативной документации: www.complexdoc.ru Решение задач каждого из перечисленных блоков требует проведения оптимизационных исследований с учетом постоянных факторов и факторов, носящих случайный характер. В качестве постоянных следует выделить градостроительные факторы, определяющие объемно-планировочные и конструктивные решения. К числу случайных факторов следует отнести изменения интенсивности технологических процессов и сроков выполнения отдельных видов работ, влияние инфляционных процессов и т.п.

Значительное влияние на экономическую эффективность проектов оказывают организационно-технологические факторы. Они оцениваются определенным блоком, включающим технологичность конструктивных решений и организационно технологическую надежность. Как правило, приведенные факторы включают параметры случайных воздействий. Их учет и оценка на основе принятия вероятностно-статистических моделей позволяют оптимизировать конечную цель проектов.

Результатами маркетинговых исследований являются выбор приоритетных объектов реконструкции, определение продолжительности и этапов реализации проектов.

Непосредственная связь специалистов различного профиля позволяет максимально учесть особенности реализации проектов в условиях квартальной застройки, применить наиболее прогрессивные архитектурно-конструктивные и организационно технологические решения, обеспечивающие надежность и доходность проектов.

Этапы реализации проектов предусматривают разработку долгосрочной программы, требуют принятия организационно технологических решений, обеспечивающих непрерывность производства, ритмичность и экономическую надежность.

Поквартальная комплексная реконструкция жилого фонда городов является наиболее рациональной формой восстановления, обновления и продления жизненного цикла зданий, более рационального использования наземной территории, подземного пространства и инженерных сетей. Как правило, квартальная застройка различных периодов возведения имеет свои специфические особенности и по многим показателям не отвечает современным требованиям.

Исследования по реализации проекта реконструкции представляют собой достаточно сложную многофакторную задачу, решение которой зависит от положения квартала в городской застройке, уровня реконструктивных работ, полноты База нормативной документации: www.complexdoc.ru информационного обеспечения, глубины маркетинговых исследований при формировании строительных программ, обладающих высокой экономической надежностью.

Немаловажную роль при разработке проектов отводится фактору риска, основанному на финансовом прогнозировании инвестиций.

Положительный результат маркетинговых исследований по инвестиционному строительству проекта реконструкции в условиях конкуренции и инфляции может быть получен при надежном финансовом прогнозировании, учитывающем ретроспективные данные оценки инфляционных процессов и ценовой ситуации в строительстве, строительной техники, производстве материалов, конструкций и др.

Опыт реконструктивных работ показывает, что более высокую доходность приносят объекты офисного и торгового назначения, мини-производств и индивидуальной трудовой деятельности, гостиницы. Поэтому при проектировании реконструктивных работ целесообразно перепрофилирование зданий с превращением первых этажей в нежилые помещения с пристройкой и надстройкой дополнительных объемов.

Повышенный интерес к спортивно-оздоровительным мероприятиям делает экономически целесообразным возведение объектов данного профиля. При этом могут использоваться наземные спортивные площадки с комплексом сооружений подземного размещения, включающих тренировочные залы, бассейны, массажные, сауны и др. Их подземное размещение позволяет снизить эксплуатационные затраты, повысить рентабельность и сократить период окупаемости.

Реконструкция объектов жилого фонда с внутриквартальным расположением позволяет получить жилье с повышенным уровнем комфортности. Это обстоятельство обеспечивает его коммерческую значимость и ликвидность. Подобную картину наблюдаем для вновь возводимых зданий в результате сноса морально и физически изношенных строений. Высокая рыночная стоимость единицы продукции за счет создания более качественного жилья повышает доходность инвестиций и снижает степень риска.

Строительные генеральные планы Стройгенпланы являются частью ППР и разрабатываются в пределах технических параметров генерального плана объекта на все этапы реконструкции: подготовительный период, устройство База нормативной документации: www.complexdoc.ru подземной части, включая усиление фундаментов, надстройка этажей и пристройка объемов. Разрабатываются, а по существу детализируются, планы на выполнение отдельных видов работ:

геодезические, санитарно-технические, электромонтажные, отделочные, утепление фасадов и др.

На стройгенплане приводятся итоговые решения как результат расчетов и обоснований. К ним относятся границы участка и опасные зоны, расположение грузоподъемных машин и механизмов, временные дороги для автотранспорта и самоходных кранов, зоны и площадки складирования, санитарно-бытовые помещения, временное энергоснабжение, канализация, водопровод и др.

Стройгенпланы на реконструкцию зданий, в силу стесненности площадок и функционирования прилегающих зданий, могут иметь различные технические решения, хотя основные принципы и нормы расчета остаются такими же, как при новом строительстве.

В общем цикле формирования стройгенплана к параметрам, требующим оптимизации, относятся условия производства работ и степень механизации технологических процессов. В то же время они взаимосвязаны с конструктивно-технологическими решениями, которые, в свою очередь, непосредственно зависят от уровня стесненности площадки. Взаимосвязь указанных параметров и технических решений определяет организационно технологическую надежность производства работ. На рис. 5. приведена схема формирования стройгенпланов, которая включает блок решений, требующих расчета параметров, а также оптимизационный блок, учитывающий конструктивно технологические параметры и внешние факторы. Определяющими из них на принятие организационно-технологических решений являются показатели объектного строительного генерального плана, вызванные уровнем стесненности строительной площадки.

Как правило, объектные стройгенпланы включают территории, непосредственно примыкающие к реконструируемым объектам.

Проектные организации согласовывают стройгенпланы с заказчиком и генподрядной организацией. Они согласуются с органами санитарно-эпидемиологического контроля, пожарного надзора, службами безопасности движения, отделами подземных сооружений, энергоснабжающими организациями, административной инспекцией и др.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.10. Блок-схема формирования стройгенпланов При проектировании стройгенпланов должны устанавливаться зоны, в пределах которых могут действовать опасные для жизни жильцов производственные факторы. Это приобретает особое значение, когда реконструкция зданий осуществляется вблизи заселенных зданий, и еще большее значение, когда работы ведутся без отселения жильцов.

При проектировании стройгенплана особое внимание уделяется определению мест установки и движению грузоподъемных механизмов в стесненных условиях. При этом возникает необходимость в ограничении поворота стрелы, изменении ее База нормативной документации: www.complexdoc.ru вылета, передвижения грузовой тележки или самого механизма.

Условия ограничения рассчитаны на соблюдение правил безопасности машинистами, стропальщиками и строительными рабочими.

Под стесненными понимаются такие условия, при которых в зоне работ башенного крана находятся действующие здания и сооружения, дороги, пешеходные переходы. Они включают такие «зоны потенциально действующих опасных производительных факторов», которыми являются места и траектории перемещения строительных грузов.

Для безопасного строительного производства согласно СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования» и «Правилами устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов» ПБ-10-382- Госгортехнадзора РФ предусматриваются следующие решения:

выселение людей из зданий,находящихся в зоне действия крана;

сооружение дополнительных защитных устройств (козырьков над дорогами, пешеходными путями, ограждений), устройство сигнализации и т.п.

Наиболее эффективным является оснащение башенных кранов системой ограничения зоны работы (СОЗР), разработанной ЦНИИОМТП. СОЗР представляет собой комплект датчиков, электронных блоков и устройств, монтируемых на различных элементах крана (рис. 5.11).

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.11. Расположение башенного крана при реконструкции жилого дома в квартале застройки и ограничение зоны его действия (а) А - зона ограничения поворота стрелы;

Б - зона ограничения вылета грузовой тележки;

1 - реконструируемое здание;

2, 3 жилые дома;

4 - здание школы;

блок-схема системы ограничений зоны работы крана (б);

ДВГ - датчик ограничения вылета крюка;

ДВП - датчик ограничения высоты подъема груза;

ДПС - датчик ограничения угла поворота стрелы;

БПСП - блок параметров строительной площадки;

ДПК - датчик ограничения перемещения крана;

А/О - преобразователь аналогового сигнала;

РУ - решающее База нормативной документации: www.complexdoc.ru устройство;

У - усилитель/согласователь;

Р - реле;

БУ - блок управления В блок управления в электронном виде записывается ситуационная обстановка, соответствующая проекту производства работ. В соответствии с этой информацией СОЗР ограничивает перемещение крана по путям, стрелы и груза в вертикальной и горизонтальной проекциях, автоматически блокируя соответствующие приводы.

В состав СОЗР входят: микропроцессорный блок управления (БУ);

блок параметров строительной площадки (БПСП);

блок питания и реле (БПР);

датчик положения крана (ДПК) на крановом пути;

датчик углового положения стрелы (ДГТС);

датчик вылета груза (ДВГ);

датчик высоты подъема крюка (ДВПК).

Функционирование СОЗР осуществляется путем цифровой обработки сигналов аналоговых датчиков и устанавливается на краны заводов-изготовителей РФ и европейских стран.

Зона работы крана осуществляется по минимальным параметрам, при которых обеспечивается строительное производство, а зона ограничения устанавливается с учетом нормативов минимально допустимых расстояний стрелы и груза до выступающих частей зданий и других объектов, находящихся в зоне действия крана. Зона предупреждения устанавливается на расстоянии 1,5-2 м по периметру от зоны ограничения. В зоне предупреждения срабатывают звуковые и световые индикаторы.

Расположение коммуникаций должно обеспечивать подъезд транспортных средств в зону действия грузоподъемных механизмов и средствам вертикального транспорта.

Использование существующих дорог и проездов может существенно снизить затраты. Обязательными условиями расположения транспортных зон являются их за-кольцованность, а также возможность беспрепятственного подъезда в экстремальных условиях.

При технологии реконструкции зданий с использованием сборных конструкций размеры складских зон определяются интенсивностью производства работ и ритмичной организацией складируемого ресурса. При этом снижение запаса влечет к дестабилизации технологических процессов, а завышение - к увеличению площадей. При обеспечении нормативных запасов конструктивных элементов, соответствующих интенсивности База нормативной документации: www.complexdoc.ru ведения работ, достигается ритмичная работа бригад и сохраняются плановые сроки возведения. При ресурсосбережении, превышающем интенсивность ведения работ, снижение сроков строительства не достигается, а избыток ресурсосбережения приводит к дополнительным затратам.

Более стесненные условия производства работ требуют применения принципиально новых технологий. Так, при надстройке жилого здания двумя этажами из объемных блоков, включая мансардный, процесс их установки достигается методом надвижки с использованием специальных катучих устройств и системы привода в виде лебедок. Такая технология требует минимальных площадей, примыкающих к торцевым участкам здания, и обеспечивает производство работ с сохранением всех мер безопасности. На рис. 5.12 приведен фрагмент стройгенплана, иллюстрирующий данную технологию.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.12. Фрагмент стройгенплана на период возведения мансардного этажа методом надвижки объемных блоков 1 - реконструируемое здание;

2 - лебедки;

3 - направляющие;

4 объемный блок на тележке;

5 - монтажный кран;

6 - площадка для приведения блоков из транспортного в монтажное состояние;

7 объемный блок на кондукторе;

8 - автотранспортное средство доставки блоков При надстройке жилых домов серии 1-511 до трех этажей с применением металлических рамных конструкций решение стройгенплана приведено на рис. 5.13. Проведение работ без отселения жильцов потребовало применения специальных ограждений в виде лесов по периметру здания, входных тамбуров с защитными козырьками, ограждения опасных зон работы машин и механизмов и других решений. Особое внимание при этом уделяется созданию условий, исключающих протечки путем попадания атмосферных осадков в процессе производства работ, База нормативной документации: www.complexdoc.ru что достигается устройством перемещаемых временных пленочных покрытий по легкому каркасу. На период производства работ строители не используют для переноса грузов лестничные клетки. Транспортирование грузов и перемещение рабочих выполняются грузопассажирскими подъемниками и по наружным лесам. Бытовые помещения строителей оборудуются автоматической пожарной сигнализацией и снабжаются огнетушителями марки ОГП-10 не менее двух на вагончик.

Обязательным является устройство пункта очистки и помыва колес автотранспорта.

Рис. 5.13. Стройгенплан на реконструкцию жилого дома серии 1- 1 - реконструируемое здание;

2 - грузопассажирский подъемник;

- автобетононасос;

4 - наружные леса;

5 - защитные козырьки выходов;

6 - временные дороги;

7 - площадки для складирования;

База нормативной документации: www.complexdoc.ru - площадка для размещения временных зданий;

9 - площадка контейнеров для мусора;

10 - переносное сигнальное ограждение;

11 - временный забор;

12 - биотуалеты;

13 - пункт очистки и помыва колес автотранспорта Различные технические решения по реконструкции зданий, особенно их размещению в городской застройке, требуют индивидуального подхода в проектировании строительных генеральных планов.

Наиболее полно процесс формирования стройгенпланов осуществляется с использованием ЭВМ. В этом случае программное обеспечение учитывает координаты постоянных зданий и сооружений, транспортных и инженерных коммуникаций.

В зависимости от принятой технологии и средств механизации осуществляется их привязка на местности с определением опасных зон, радиусов действия, ограничений по углу поворота и т.п. С учетом потребностей конструкций, материалов и полуфабрикатов осуществляются расчет площадей складов и их расположение в плане. По количеству работающих определяется потребность в инвентарных бытовых помещениях. Аналогичным путем осуществляется расчет потребностей в электроэнергии, воде, сжатом воздухе т.д. Решение оптимизационных задач включает выбор мест установки машин и механизмов, определение монтажных стоянок и прилегающих площадок для складирования.

Определяется взаимосвязь местоположения машин и механизмов с расположением инвентарных зданий. Оптимизируется положение временных инженерных и транспортных коммуникаций.

Особое место в проектировании стройгенплана уделяется возможности использования существующих сетей, дорог и зданий для строительных целей.

§ 5.7. Проектирование технологических процессов реконструкции зданий Проектирование следует осуществлять с детального изучения технической документации объекта и подбора аналогов организационно-технологических схем по технологии реконструкции, имеющих сходные архитектурно-планировочные и конструктивные решения.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Производственный процесс реконструкции зданий проходит в пространстве и времени. Пространственными параметрами служат участки, захватки, рабочие места, фронт работ. Временные параметры характеризуют продолжительность процессов, а их взаимодействие основано на поточных методах производства работ, предусматривающих максимальное совмещение во времени.

На схеме, приведенной на рис. 5.14, дается комплекс параметров и характеристик строительных потоков. Они формируются в зависимости от сложности реконструируемых объектов, применяемых методов и технологий. При этом каждый поток оснащается технологическим комплексом машин и механизмов, а их движение подчинено общему ритму в соответствии с учетом организационно-технологической готовности.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.14. Характеристики строительных потоков при реконструкции зданий и их комплексов База нормативной документации: www.complexdoc.ru При реконструкции зданий используют частные, специализированные, объектные и комплексные потоки.

Частный поток характеризуется последовательным выполнением одного технологического процесса на различных захватках.

Специализированный поток включает совокупность частных потоков, объединенных общей продукцией в виде элементов зданий.

Объектный поток состоит из совокупности специализированных потоков, продукцией которого является законченный объект.

Комплексный поток является совокупностью объектных, необходимых для реконструкции квартала застройки из разнотипных зданий и сооружений в общий комплекс.

Одним из важных показателей организационно-технологических решений является интенсивность производства работ.

Проектирование поточного строительства и увязка с ритмом потоков обеспеченности материально-техническими ресурсами служат одними из необходимых и достаточных условий непрерывности производства и выполнения работ в заданные сроки. Это положение достигается при разработке календарных или сетевых графиков производства работ. Любое отклонение ресурсообеспечения приводит к изменению сроков производства работ. Дестабилизирующее действие указанных факторов может быть усилено отклонениями от технологических регламентов производства работ, снижением качества продукции в результате несоответствия профессионального уровня рабочих уровню механизации, а также нарушениями в системе управления.

Оценка надежности строительных потоков Типовые архитектурно-планировочные решения различных серий домов позволяют выполнять цикл реконструктивных работ с применением поточных методов. Путем подбора состава бригад, средств механизации и использования прогрессивных технологий возможно создание долговременных объектных ритмичных или кратных изменениям ритма потоков.

Строительный поток представляет собой развивающийся во времени и пространстве производственный процесс. Строительный поток рассматривается как совокупность ряда последовательно База нормативной документации: www.complexdoc.ru включаемых и параллельно выполняемых частных потоков. Его развитие может быть представлено в виде линейных графиков или циклограмм.

Продолжительность выполнения частного ритмичного tп строительного потока Т на т3 захватках определяется соотношениями: t = m3K;

Т = К(т3+п-1), где К продолжительность выполнения работ частным потоком на одной захватке или ритм потока;

п - число частных потоков или видов специализированных работ.

Интенсивность частичного потока оценивается зависимостью Для строительного потока интенсивность может быть определена соотношением где Рr - объем работ по частному потоку;

Рс - то же, по строительному потоку.

На рис. 5.15 представлена циклограмма строительного потока, состоящего из 5 частных потоков, при работе на четырех захватках.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис 5.15. Циклограмма ритмичных специализированных потоков 1 - работа нулевого цикла;

2 - демонтаж наружных стеновых панелей;

3 - монтаж объемных эркеров;

4 - возведение надстройки;

5 - отделочные и специальные виды работ Параметры потока оцениваются по следующим показателям:

пространственные - захватки, фронт работ;

технологические - число частных потоков, объемы работ, трудоемкость, интенсивность потока;

временные параметры - модуль цикличности (ритм), шаг потока (интервал времени между включениями частных потоков), темп потока.

Вследствие стохастичности условий функционирования строительного потока его расчет по детерминированным аналитическим зависимостям не дает точного представления о продолжительности и интенсивности работ, которые носят вероятностный характер строительного производства.

Большинство параметров строительного потока (число частных потоков, объем работ и др.) являются детерминированными, в то время как интенсивность и продолжительность производства работ (шаг потока) имеют вероятностный характер, что приводит к их отклонению от расчетных значений.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Так, при постоянном значении объема работ q на захватке интенсивность производства работ i и продолжительность ритма К могут быть непостоянными.

Зная закон распределения ритма потока К как вероятностный параметр, можно постепенно оценить параметр i.

Для комплекса работ, связанных с реконструкцией жилых зданий, наиболее подходящими являются технологии, основывающиеся на применении сборных несущих конструкций.

Значения К аппроксимируются бета-распределением, а для других видов работ - Пуассоновским процессом.

Плотность бета-распределения выражается зависимостью где К - продолжительность ритма;

Кmin и Кmax - максимальное и минимальное значения ритма потоков, принимаемые по статистическим данным.

Кривые теоретического и физического распределения вероятностей продолжительности работ достаточно близки, что свидетельствует об адекватности принятой модели.

Количественные характеристики надежности строительных потоков оцениваются следующими параметрами:

вероятность функционирования потока с заданной интенсивностью База нормативной документации: www.complexdoc.ru где i, i3 - интенсивности потока фактическая и заданная;

вероятность выполнения объема работ в заданный срок математическое ожидание по интенсивности потока среднестатистическая интенсивность потока где тj - частота функционирования потоков с j-й интенсивностью;

п - количество наблюдений;

Рj - вероятность функционирования потоков с j-й интенсивностью;

База нормативной документации: www.complexdoc.ru дисперсия продолжительности выполнения заданного объема работ Dt Вероятностный характер интенсивности процессов и сроков выполнения работ обусловлен влиянием большого числа возмущающих факторов, которые проявляются в виде различных простоев или увеличения продолжительности работ за счет нарушения или изменения технологических режимов.

На рис. 5.16 приведена фактическая циклограмма производства работ, которая свидетельствует о переходе ритмичных потоков с кратным изменением ритма.

Рис. 5.16. Реальная циклограмма объектного потока при параллельно-последовательной схеме производства работ по реконструкции 4-секционного жилого дома 1 - работы нулевого цикла;

2 - демонтаж наружных стеновых панелей;

3 - монтаж эркеров;

4 - возведение надстройки;

5 отделочные и специальные виды работ База нормативной документации: www.complexdoc.ru Математическое ожидание продолжительности вынужденных простоев определяется соотношением с дисперсией Вероятность отказа потока оценивается как величина простоя, достигшего критического параметра Факторы, влияющие на надежность потока, разделяются на:

управляемые, частично управляемые и неуправляемые.

К управляемым факторам следует отнести: сбалансированность объемов работ с мощностью строительной огранизации;

выбор наиболее прогрессивных технологий производства работ;

обеспечение средствами механизации, соответствующими принятой технологии.

Частично управляемые факторы: создание текущих запасов материалов и конструкций;

соблюдение необходимого интервала между вступлением в работу отдельных частных потоков;

полная обеспеченность проектно-сметной и технологической документацией;

плановое финансирование объекта;

соблюдение технологии выполнения строительных процессов.

Неуправляемые: разработка мероприятий против воздействия погодно-климатических и техногенных условий.

Одним из приемов повышения надежности строительного потока является резервирование производственных мощностей.

Определение необходимых мощностей осуществляется методами парного и множественного корреляционного анализа с введением поправочных коэффициентов на однородность работ, концентрацию работ с учетом возможных резервов времени бригад.

Применение резервных ресурсов для повышения надежности строительного потока должно удовлетворять некоторому критерию оптимальности.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru На рис. 5.17 приведена принципиальная зависимость между надежностью строительного потока, стоимостью содержания резервов и величиной экономического эффекта от повышения надежности.

Рис. 5.17. К определению оптимальной надежности строительных потоков в зависимости от затрат на резервирование 1 - текущие затраты на производства работ;

2 - затраты на резервирование Оптимальная надежность будет достигнута в точке пересечения кривых 1,2, что позволит определить затраты на резервирование, соответствующие оптимальному уровню надежности.

§ 5.8. Календарные планы и сетевые графики Календарные планы разрабатываются на реконструкцию объекта. Их основой являются объемы в физических единицах, трудоемкость работ, состав бригад и звеньев, степень использования средств механизации. Для обеспечения нормативного срока производства работ осуществляется оптимизация по подбору состава бригад и их квалификационному составу. Используются методы ведения работ: последовательный, параллельный или совмещенный. Выбор метода диктуется особенностями технологических процессов, уровнем стесненности и безопасности производства работ. При разработке календарных База нормативной документации: www.complexdoc.ru планов применяются преимущественно детерминированные организационно-технологические модели, в которых не учитывается вероятностный характер продолжительности выполнения строительных процессов. В то же время находят применение имитационные модели, которые учитывают стохастические характеристики строительного производства.

Такие модели учитывают вероятностный характер производства работ и более полно учитывают возможные колебания их продолжительности.

Объектный календарный план включает несколько циклов, которые отражают технологические особенности производства работ: подготовительный, цикл нулевых работ, работы по подземной части;

специальные;

отделочные и работы по благоустройству территории.

В зависимости от уровня реконструктивных работ, принятой технологии и объемов рассчитывается потребность в материально технических и людских ресурсах. Продолжительность работ каждого цикла зависит от объемов работ, трудоемкости, степени использования средств механизации, ручного инструмента, приспособлений и других факторов. При проектировании календарных планов учитываются технологические перерывы, связанные с набором прочности бетоном, кирпичной кладкой и др., что связано с обеспечением фронта последующих работ.

Календарный план представляет собой систему графиков, изображаемых продолжительность и последовательность работ, их интенсивность, совмещение во времени и пространстве отдельных процессов, продолжительность работ на конкретных участках машин и механизмов, движение ресурсов, включая финансовые, трудовые, энергетические, материально-технические и др.

Целевая задача при разработке календарного плана состоит в достижении максимальной прибыли подрядчиком при выполнении договорных обязательств по срокам завершения работ, вводу в эксплуатацию зданий. Параллельно решаются задачи равномерного использования всех ресурсов, особенно трудовых, создания безопасных условий труда, обеспечения нормативных санитарных требований и нормальных бытовых условий.

Особое значение календарного плана отводится при реконструкции зданий без отселения жильцов, когда любое увеличение продолжительности работ влияет на снижение комфортности и безопасности проживающих.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru При разработке календарных планов оптимизируются работы основных технологических процессов во времени и производится максимальное совмещение вспомогательных работ.

Основой календарного планирования является поточное производство работ, что обеспечивает сокращение общей продолжительности.

Календарный план реконструкции объекта должен охватывать все общестроительные и специальные работы, начиная от инженерной подготовки площадки и кончая отделочными работами.

Если специальные работы (санитарно-технические, электромонтажные, устройство лифтов и др.) выполняются специализированными организациями на правах производства работ, разрабатываемых общестроительной организацией, указываются лишь согласованные с субподрядными организациями периоды выполнения специальных работ, начало и окончание которых увязаны с общестроительными работами.

Субподрядные организации должны составлять детальные календарные планы выполнения своих работ исходя из календарного плана строительно-монтажных работ.

Сроки производства работ каждого цикла рассчитываются исходя из трудоемкости и состава бригад и звеньев.

При разработке календарного плана устанавливаются период работ машин, время установки подъемников и других средств механизации, доставка сборных конструкций, полуфабрикатов, поставка оборудования.

Работы каждого цикла ведутся поточными методами, что позволяет достичь максимального совмещения работ во времени.

Сетевая модель отображает взаимосвязь отдельных работ по реконструкции объекта и позволяет осуществить математический анализ, способствующий рациональному календарному планированию, прогнозированию и управлению процессами, а также объективной оценке эффективности применяемых технологий.

Метод сетевого планирования, аппарат построения, расчета, анализа и оптимизации моделей позволяет в автоматизированном режиме осуществлять управление ходом выполнения строительно База нормативной документации: www.complexdoc.ru монтажных и других видов работ. Это достигается путем оценки выполнения фактических объемов работ, которые могут отличаться от запланированных. Основные виды работ, как правило, лежат на критическом пути и определяют общую продолжительность реконструкции. Остальные работы имеют частный или общий резерв времени, что позволяет в реальных условиях строительной площадки корректировать их продолжительность путем изменения состава исполнителей или уровня механизации.

Обычно сетевые графики строят от исходного события к завершающему. При этом событие - это факт окончания одной или нескольких работ, необходимый и достаточный для начала следующих работ.

События устанавливают технологическую и организационную последовательность работ.

В ходе построения сетевого графика последовательность и взаимосвязь работ определяются условиями, которые определяют, какие работы необходимо выполнить и какие условия обеспечить, чтобы можно было начать данную работу.

Расчет временных параметров сетевого графика аналитическим путем выполняется по работам и событиям.

Ранние сроки начала и окончания работ рассчитываются начиная с исходного события, последовательно по всем путям сетевого графика.

Ранний срок свершения начального события определяют максимальной величиной суммы ранних сроков свершения предшествующих событий и продолжительности работ, входящих в данное событие.

Поздний срок окончания и начала работ производят после того, как определены все ранние сроки и общая продолжительность.

Сопоставление ранних и поздних сроков работ и событий позволяет рассчитать их резервы времени, критический путь и провести анализ параметров графика. Если ранние и поздние характеристики работ совпадают, то работы лежат на критическим пути.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Для работ, лежащих на критическом пути, резерв времени равен нулю.

Работы, установленные в сетевой модели, могут иметь общий или частичный резерв времени. Общий резерв времени - это максимальное время, на которое можно задержать начало работы или увеличить ее продолжительность без изменения общего срока строительства.

Частичный резерв времени - это максимальное время, на которое можно перенести начало работы или увеличить ее продолжительность без изменения раннего начала последующих работ. Частичный резерв имеет место, когда в событие входят две или больше работ, и определяется разностью значений ранних сроков, событий и продолжительностью работ.

Наиболее рациональным и удобным в оперативной работе является построение сетевого графика в масштабе времени.

Корректировка графиков имеет цель сократить общую продолжительность работ, т.е. длину критического пути. Для сокращения срока реконструкции применяют следующие приемы корректировки: перераспределение трудовых резервов;

совмещение технологических процессов во времени;

привлечение дополнительных ресурсов для параллельного выполнения работ.

Для информационного обеспечения модели автоматизированного проектирования стройгенпланов требуется большой объем исходной информации в виде базы данных, представленной в графической форме и в виде организационно технологической и справочно-информационной документации (рис. 5.18).

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.18. Схема автоматизированного проектирования стройгенплана Для решения задач формируются три массива информации:

постоянная, переменная и информация по общекомпоновочным решениям.

Массив постоянной информации состоит из архитектурно технологических решений, принятых на предыдущих стадиях проектирования.

Массив переменной информации формируется в процессе решения комплекса задач расчетно-оптимизационного плана.

Массив информации по общекомпоновочным решениям представляет собой графическую часть рассчитанных вариантов стройгенплана.

Основными задачами вариантного автоматизированного проектирования стройгенплана являются разработка методов и алгоритмов выбора и размещения на территории площадки временных зданий и сооружений, определение оптимальных трасс прокладки временных инженерных коммуникаций, выбор расположения складов, мест установки машин и механизмов и др.

Решение этих задач носит оптимизационный характер.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Автоматизированное проектирование стройгенпланов неразрывно связано с результатами формирования календарных планов, определения материально-технических ресурсов, оптимизации методов производства работ, использования рационального парка машин и механизмов. Влияние этих данных является определяющим при выборе и привязке монтажных кранов, определении площадей складов, количества инвентарных зданий и т.п.

В практике технологического проектирования получили широкое распространение система «Гектор» и ее модификации.

«Гектор-АРМ ППР» предназначен для автоматизации выпуска наиболее сложных и часто встречающихся в практике разделов проектов производства работ. АРМ ППР обеспечивает необходимые расчеты, ведение текстовых и графических баз данных, составление графической и текстовой документации в диалоговом режиме: подбор и вычерчивание строительно монтажных кранов, автоматизированное составление технологических схем, подбор землеройной техники и транспорта, подсчет объемов работ, расчет потребностей в машинах и механизмах, рабочих кадрах, временных административно бытовых зданиях и т.д.

«Гектор-календарь» - предназначена для подготовки и управления ходом реконструкции. Система позволяет создать сетевые технологические модели, рассчитывать календарные планы, корректировать их с учетом выделения ресурсов, получать графики потребности в ресурсах, в том числе в машинах и механизмах, рабочих кадрах, финансировании, фиксировать выполнение объемов работ календарного плана и др.

Поиск наиболее распространенных методов и технологий производства работ осуществляется на основе технологических критериев строительных процессов в виде функциональных зависимостей. К ним относятся:

материалоемкость конструкций, которая характеризует удельный расход материалов на единицу площади: M=f(R,L,KM), где R - физико-механические характеристики материала;

L геометрические параметры конструктивных элементов;

KM коэффициент использования материалов;

трудоемкость работ T=f(Мизг,Mтр,MM,Z,Mпр), где Мизг трудоемкость изготовления сборных конструкций в зависимости База нормативной документации: www.complexdoc.ru от принятой технологии, уровня механизации и автоматизации производства;

Mтр - затраты на процесс транспортирования конструкций к месту монтажа;

MM - трудоемкость монтажа в зависимости от геометрических параметров конструкций Z и методов производства работ Mпр;

продолжительность работ N=f(Мв,Moтp,KT), где Мв - метод возведения конструкций;

Moтp - организационно-технологические решения;

KT - технологичность конструктивных элементов;

энергоемкость Э= f(СМ CM,NМ,Kгр), где СМ CM - стоимость машино-смен средств механизации;

NM - мощность строительных машин и механизмов;

Kгр - коэффициент использования кранов по грузоподъемности.

Оценка весомости критериев эффективности технологий осуществляется путем построения матрицы ожидаемых результатов где a1,..., aj - варианты сравнения различных технологий х1,...,хп - разноразмерные показатели эффективности Хт1,…,Хтп - значения показателей эффективности;

Р=(Хij) - разноразмерная матрица принятия решений.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Для перехода к однородным показателям эффективности матрицу Р преобразуют в матрицу оценок ожидаемых результатов методами нормативных векторов или трансформации шкалы где индекс Э соответствует эталонному значению и в матрице Р используются стоимостные минимизируемые показатели.

Оптимизация методов и технологий реконструкции зданий и сооружений осуществляется путем вариантного сопоставления минимизируемых параметров.

§ 5.9. Организационно-технологическая надежность строительного производства В процессе проектирования организации реконструкции объекта и группы зданий основной задачей является построение организационно-технологической модели, учитывающей структуру строительных потоков, их функционирование и взаимодействие.

Создание такой модели базируется на использовании проектно сметной документации, нормативов удельных затрат труда, выработки, продолжительности работ. Организационно технологическая надежность в отличие от надежности строительных конструкций и систем является показателем надежности строительного производства как критерия надежности конечных результатов.

Организационная надежность предусматривает принятие решений по реконструкции объектов, с заданной вероятностью обеспечивающих получение запланированного результата База нормативной документации: www.complexdoc.ru функционирования специализированного или объектного потока в условиях случайных воздействий.

Надежность технологических решений должна обеспечивать бесперебойное функционирование строительных процессов. При этом должен быть осуществлен выбор способов производства работ, позволяющий строительному потоку функционировать с заданными параметрами в определенных пределах несмотря на воздействие случайных производственных факторов.

Основными задачами на этапе реализации проектов реконструкции при поточном производстве работ являются оперативное планирование СМР и управление ими, обеспечивающее предупреждение возникновения отказов, ликвидацию отказов и их последствий. Для этой цели осуществляются расчет и создание страховых ресурсов и запасов, разработка организационно-технологических решений по повышению надежности.

При анализе функционирования строительного потока имеют место отклонения фактических параметров его работы от значений, установленных в технологических картах или графиках производства работ.

Полное или частичное прекращение функционирования строительного потока или процесса, вызывающее отклонение от заданных параметров, является технологическим отказом. Они возникают в результате воздействия различных организационно технологических факторов, дестабилизирующих производство работ. Технологический отказ не обязательно связан с полной остановкой процесса. Наиболее частыми являются частичные отказы, которые самоустраняются или ликвидируются в процессе производства работ. Причины отказов достаточно разнообразны.

Они разделяются на:

технические - выход из строя машин и механизмов, инженерных сетей, коммуникаций, низкое качество материалов;

технологические - нарушения технологических регламентов производства работ, устранение брака, появление непредвиденных работ, изменение численного и квалифицированного состава исполнителей, нарушение правил техники безопасности;

организационные - смещение сроков представления фронта работ, несвоевременное обеспечение документацией, срыв сроков База нормативной документации: www.complexdoc.ru работ субподрядными организациями, изменение последовательности выполнения работ, перерывы с ресурсообеспечением, отсутствие рабочих требуемой квалификации;

управленческие - нарушения производственной связи и информации, несвоевременное принятие решений, ошибки оперативного планирования, некомпетентность руководства;

климатические, включая стихийные бедствия.

Наиболее характерными причинами отказов при выполнении реконструктивных работ являются: появление непредвиденных работ в результате недостаточного уровня диагностики элементов здания;

снижение интенсивности производства работ в стесненных условиях;

несвоевременное обеспечение технической документацией;

отсутствие специальных машин и механизмов, ручного инструмента, средств диагностики и контроля качества работ. Перечисленные факторы служат причинами внезапных, постепенных, частичных или полных отказов. Так как большинство производственных факторов являются случайными, то надежность строительного производства оценивается статистически, а критерии и количественные характеристики - вероятностными методами. Отказы в строительном производстве, являясь случайными величинами, могут быть дискретными и непрерывными. Они характеризуются функциями распределения вероятностей.

На этой основе производится имитационное моделирование. При этом распределение вероятностей отказов подчиняется определенным законам. Основной задачей при оценке распределения вероятностей отказов для расчета уровня надежности реконструктивных работ является определение функций, характеризующих вероятностные свойства рассматриваемого строительного процесса.

Наибольшее распространение получили следующие законы распределения вероятностей отказов: нормальный, пуассоновский, экспоненциальный, гамма- и бета-распределения.

Основной задачей при выборе адекватной модели является установление закономерностей распределения отказов или функций, характеризующих вероятностные свойства рассматриваемых строительных процессов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Закон нормального распределения используется в теории надежности для описания событий, зависящих от многих факторов, каждый из которых слабо влияет на распределение случайного события. По нормальному закону распределяются параметры выработки бригад и звеньев на строительных процессах, продолжительности технологических процессов, сроки реконструктивных работ и др.

Плотность распределения нормального закона имеет следующий вид где а = М[х] - математическое ожидание;

s = D[х] - дисперсия распределения.

Распределение зависит от параметров а и s. Кривая плотности распределения (рис. 5.19,а) симметрична относительно математического ожидания, и ее максимальное значение равно.

Вероятность попадания случайных величин на заданный интервал измерения параметра х от a до b определяется интегрированием плотности распределения или с применением функции Лапласа База нормативной документации: www.complexdoc.ru Распределение Пуассона наиболее успешно используется для определения вероятности дискретных событий (число отказов на монтаже элементов здания в смену, сутки, месяц или число отказов башенных кранов в сутки и т.п.). Закон распределения Пуассона описывается в следующем виде:

Рис. 5.19. Распределение вероятностей отказов по законам а - Гаусса;

б - Пуассона На рис. 5.19,б приведены графики функций для lt = 2, 4 и 6.

Исследования статистических данных показали, что продолжительность работы сетевого графика tij есть случайная величина, распределенная в интервале (а, b) чаще всего по закону b-распределения с плотностью База нормативной документации: www.complexdoc.ru Здесь а - нижняя граница интервала распределения случайной величины времени выполнения работы tij;

b - верхняя граница интервала;

a, b - степенные параметры распределения.

Случайное распределение значений продолжительности работ может быть аппроксимировано частным видом b-распределения.

В проектировании организации работ в управлении строительством процессы строительного производства моделируются с помощью линейных графиков, циклограмм и сетевых графиков (рис. 5.20). Перечисленные модели должны отвечать следующим требованиям:

отражать процесс реконструкции во взаимосвязи составляющих элементов;

отражать динамику строительных процессов и возможные отклонения параметров работ от первоначальных значений;

отражать взаимосвязь отдельных отклонений на конечные результаты;

отображаться в математических символах для анализа строительных процессов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.20. Модели случайных процессов - линейный график;

б - циклограмма;

в - сетевой график;

i - номер работы (потока);

j - номер конечного события работы;

п количество работ (потоков);

т - количество захваток;

t продолжительность работы;

qа - трудозатраты;

а - количество рабочих в бригаде;

tсовм - продолжительность совмещенного выполнения двух работ;


tр - ритм потока;

Kр - коэффициент кратности ритмов;

Lкр - критический путь;

Ткр продолжительность критического пути;

Т - общая продолжительность строительства Сравнение приведенных видов моделей показывает, что линейный график в полной мере не отражает взаимосвязи работ.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Циклограмма более полно отражает взаимосвязь работ не столько по технологическим требованиям, сколько по соображениям поточного производства работ. В то же время циклограмма не в состоянии отражать динамику строительства и может функционировать при строгом соблюдении продолжительности работ. Отклонения продолжительности работ, вызванные случайными факторами, требуют пересчета циклограмм.

Сетевой график является более приемлемой моделью для отражения вероятностных производственных процессов.

Преимуществом сетевого графика является наличие работ, лежащих на критическом пути. Для работ, лежащих на некритическом пути, возможно определить резервы времени, что дает отклонения, не влияющие на дальнейший ход работ. Модель сетевого графика более динамична, так как позволяет в ряде случаев снимать ресурсы с некритических работ и направлять на критические.

Наиболее эффективным методом анализа сетевых графиков является метод усреднения. Он предполагает для каждой из входящих в сетевой график работ две вероятностные оценки продолжительности - tmin и tmах. Ожидаемое значение продолжительности определяется как tож =(3tmin + 2tmах)/5, дисперсия Показатель организационно-технологической надежности как функция, зависящая от многих параметров случайных воздействий, может быть представлен несколькими состояниями, зависящими от ресурсообеспечения принятой технологии производства работ и организационных факторов.

На рис. 5.21,а приведены графические зависимости, свидетельствующие о влиянии ресурсосбережения на организационно-технологическую надежность (ОТН). Показатель ОТН более интенсивно стремится к предельному состоянию при достижении нормативных параметров ресурсообеспечения.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 5.21. Графические зависимости организационно технологической надежности от ресурсообеспечения (а) и (б), использование ресурсов (в) и методов производства работ (г) 1,2 - совмещенные методы производства работ;

3 комбинированные;

4 - раздельные;

s - среднеквадратические значения продолжительности работ Увеличение ресурсообеспечения до определенного предела приводит к возрастанию ОТН и последующему более интенсивному падению (рис. 5.21,б).

Повышение ресурсообеспечения сверх нормативного, кроме того, приводит к дополнительным экономическим затратам, связанным с хранением материалов и конструкций, арендной платой за использование механизмов, простоем рабочей силы и т.д. Для каждого реконструируемого объекта существует количественный показатель ресурсов, при котором стоимость и продолжительность возведения принимают свои рациональные значения. Уровень ОТН зависит от степени использования ресурсов. В частности, вследствие простоев или неполного использования производительности машин и механизмов наблюдается его снижение (рис. 5.21,в).

Методы производства реконструктивных работ и принятие современных технологий также существенно влияют на уровень База нормативной документации: www.complexdoc.ru ОТН (рис. 5.21,г). Применение раздельных, комбинированных и совмещенных методов производства работ показывает, что совмещенные методы обладают более высоким уровнем надежности. Следствием данного обстоятельства являются снижение продолжительности работ и повышение экономических показателей.

Анализ факторов, влияющих на ОТН, свидетельствует о необходимости рационального использования различных видов ресурсов при календарном планировании строительного производства с учетом вероятностной продолжительности выполнения работ.

ГЛАВА ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО ПОВЫШЕНИЮ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ НЕСУЩЕЙ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЙ Общая часть Итогом обследования состояния реконструируемого здания является заключение о его техническом состоянии: состоянии основания, фундаментов, несущих и ограждающих конструкций.

Ключевой является оценка несущей способности конструктивных элементов и надежности здания в целом с учетом изменившихся расчетных схем и нагрузок. Осуществляют проведение поверочных расчетов несущей способности оснований и конструкций. При этом нагрузки и воздействия следует принимать, руководствуясь База нормативной документации: www.complexdoc.ru положениями норм, и уточнять на основании проведенных исследований.

Самостоятельной целью диагностики реконструируемых зданий в ряде случаев является определение резервов прочности и деформативности.

Кроме технических запасов прочности возможно использование «расчетных», которые оцениваются разностью величин расчетных показателей характеристик по современным нормам проектирования и величин характеристик по нормам проектирования в период постройки.

Так, например, в таблице 6.1 приведено сравнение расчетного сопротивления грунтов оснований по современным нормам проектирования (СНиП 2.02.01-83*) с ранее действующими нормами на период возведения реконструируемых зданий.

Таблица 6. Расчетное сопротивление грунтов по нормам 1932 - 1983 гг.

Расчетное сопротивление грунтов R, кгс/см № Вид грунтов НИТУ ОСТ п.п. оснований У-24-41 127-55, СНиП СНиП 4543 Rгр/R 1941 г. СНиП II- II-15-74 2.02.01-83* 1933 г.

Б.1- 1 Песок крупный:

плотный 4,5 4,5 4,5 6 6 1, средней 3,5 3,5 3,5 5 5 1, плотности 2 Песок средней крупности:

База нормативной документации: www.complexdoc.ru плотный 2,5-3,0 4 3,5 5 5 1,25- средней 2,5-2,25 3 2,5 4 4 1,33-1, плотности 3 Песок мелкий:

плотный 2,0 3,5 3 4 4 1,14-2, маловлажный Влажный средней 1,5 2,5 2 3 3 1,5-2, плотности 4 Песок мелкий сильновлажный и водонасыщенный:

плотный 0,5 3,0 2,5 3,0 3,0 1- средней 1,0 2,0 1,5 2,0 2,5 1- плотности 5 Суглинок:

В-0 3,5-2 4-2,5 3-2,5 3-2,5 3-2,5 1-1, В-1 2,5-1,0 2,5-1 2,5-1 2-1 2-1 0,8-1, Анализ приведенных данных показывает, что расчетные запасы прочности достаточно велики, что весьма важно при принятии решений о надстройке зданий. Сопоставление с зарубежными нормативными данными свидетельствует о том, что расчетное сопротивление подобных типов грунтов в европейских странах в 2-2,5 раза выше, чем по действующим СНиП РФ.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Аналогичные запасы прочности имеются и при расчете каменных, железобетонных, металлических и других конструкций зданий.

Несмотря на имеющиеся запасы прочности, длительный срок эксплуатации зданий, а также техногенные процессы приводят к значительным изменениям структуры грунта, его несущей способности. Экстремальные условия технической эксплуатации зданий способствуют изменению свойств материалов, снижению или потере несущей способности конструктивных элементов, утрате теплотехнических, звукоизоляционных и других свойств ограждающих конструкций, функций кровли и т.п.

Поэтому одними из первостепенных задач при реконструкции жилых зданий являются восстановление и повышение несущей способности конструктивных элементов и надежности зданий в целом.

Анализ конструктивно-технологических решений жилых зданий ранней постройки свидетельствует о значительном запасе несущей способности фундаментов и стен. Так, плотность размещения фундаментов для различных периодов построек составляет от 40, % (1890-1900 гг.) до 35,9 % (1940-1950 гг.). При невысокой степени физического износа для зданий этого периода возможна надстройка 2-3 этажами без дополнительного усиления фундаментов.

Подобная ситуация наблюдается для построек 1960-70-х гг., когда запасы несущей способности грунтов в 1,5-2,0 раза больше.

Как показали исследования, сборные железобетонные конструкции, используемые для устройства ленточных фундаментов, панелей несущих стен и др. конструктивных элементов, за период эксплуатации более 30 лет приобрели прирост прочности в 1,3-1,5 раза, что связано с использованием цементов грубого помола, активная гидратация которых наблюдалась за весь период эксплуатации. Эти обстоятельства позволяют с учетом изменившихся физико-механических характеристик несущих конструкций осуществлять 2 - 3-этажную надстройку домов первых массовых серий.

При выполнении реконструируемых работ выбор того или иного способа усиления зависит от многих факторов и в первую очередь от изменения объемно-планировочных решений, нагрузок и условий эксплуатации. Итогами выбора методов усиления являются экономические показатели. Как правило, процесс База нормативной документации: www.complexdoc.ru усиления весьма трудоемкий и дорогостоящий, требующий больших затрат ручного труда. В ряде случаев экономически целесообразнее произвести замену конструктивных элементов в целом, чем осуществлять их усиление.

Проект усиления различного рода конструкций разрабатывается на основе рабочих чертежей и данных детального обследования зданий, включая дефектоскопию конструкций. Особое внимание при этом уделяется изменившимся условиям эксплуатации:

постоянным и временным нагрузкам;

изменениям гидрогеологического режима;

требованиям по тепло- и звукоизоляции зданий, комфортности помещений и т.п.

Рациональный вариант усиления или восстановления несущей способности конструкций разрабатывается путем технико экономического сопоставления. При этом первостепенное значение уделяется технологии выполнения процессов, созданию условий обеспечения требуемого уровня качества работ и пооперационного контроля, соблюдению технологических регламентов и в целом надежности конструкций.

При выборе вариантов усиления предпочтение отдается таким решениям, при которых расчетная схема обеспечивает совместную работу усиливаемой конструкции. Важно установить действительный характер работы конструкций, фактически действующие нагрузки, учитывать оценку влияния узлов сопряжения и соответствие выбранных расчетных схем реальным условиям работы. Особое внимание следует уделять ликвидации дефектов конструкций.


При усилении или восстановлении несущей способности необходимо соблюдать плавное включение усиления в работу с существующими конструкциями. Это особенно важно при использовании монолитных вариантов, когда интенсивность набора прочности может иметь различные показатели. Для этой цели следует обеспечивать временную разгрузку усиливаемых элементов.

Расчет железобетонных конструкций усиления должен выполняться с учетом фактических физико-механических характеристик материала и их степени износа. Так, при повреждении площади сечения арматуры более 50 % несущая способность существующей конструкции в расчетах не учитывается. При сварке к существующей арматуре стержней усиления расчетное сечение следует снижать на 25 %.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Для усиливаемых конструкций следует применять арматуру классов А240 (A-I), A300 (A-II), А400 (А-III), а для предварительно напряженных - А600 (А-IV), А800 (A-V), A1000 (A-VI), арматурные канаты классов К1400 (К-7), К1500 (К-19) и др.

Бетон усиления должен приниматься на один класс выше, чем класс прочности усиливаемой конструкции, но не ниже В15.

Раствор для заделки штраб, отверстий, защитной штукатурки - не ниже марки 150.

Следует применять средства и методы ускоренного твердения бетона и раствора.

§ 6.1. Технологии укрепления оснований Снижение несущей способности основания фундаментов вызвано несколькими причинами, к которым следует отнести:

изменение гидрологического режима площадки вследствие повышения или понижения уровня грунтовых вод;

изменение свойств насыпного грунта вследствие временного параметра;

воздействие динамических нагрузок от подземного или наземного транспорта, способствующих снижению плотности основания;

перераспределение естественного напряженного состояния в результате дополнительных нагрузок от здания и нарушения природного сложения грунтов;

нарушения естественного теплового режима и условий аэрации. Анализ аварийных ситуаций в Москве и других крупных городах показал, что одной из причин служат карстовые явления. Они являются результатом растворения некоторых видов грунтов подземными водами, а также действия антропогенных факторов. Растворенные грунты выносятся из мест залегания водяным потоком, и на их месте образуются провальные воронки. Это может привести к катастрофическим явлениям. Поэтому, планируя работы по усилению несущей способности оснований, необходимо эти изменения учитывать.

Для повышения физико-механических свойств оснований реконструируемых зданий и предотвращения развития в их конструкциях деформаций широко применяют различные методы закрепления грунтов, которые разделяют на три группы:

химическое, термическое и физико-химическое. Наиболее эффективны технологии химического закрепления фунтов, так как База нормативной документации: www.complexdoc.ru они не требуют перерыва в эксплуатации зданий, являются достаточно быстрым и надежным приемом повышения несущей способности оснований. Химический метод как наиболее эффективный включает: силикатизацию, электросиликатизацию, газовую силикатизацию, аммонизацию и смолизацию.

§ 6.1.1. Силикатизация грунтов Основным компонентом для силикатизации является жидкое стекло - коллоидный раствор силиката натрия. В зависимости от состояния грунтов используют: однорастворную силикатизацию путем инъецирования в грунт гелеобразующего раствора из двух или трех компонентов (силикатно-фосфорнокислые, силикатно сернокислые, силикатно-фтористоводородные и другие составы) при закреплении песчаных и лессовых грунтов с коэффициентом фильтрации 0,5-5 м/сут;

двухрастворный способ силикатизации для закрепления песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации до 0,5 м/сут, который заключается в поочередном инъецировании двух растворов (силиката натрия и хлористого кальция). В результате химической реакции образуется гель кремниевой кислоты, придающий фунту в короткие сроки прочность 2-6 МПа.

Электросиликатизация основана на сочетании силикатизации с одновременным воздействием постоянного электрического тока и предназначена для закрепления переувлажненных мелкозернистых песков и супесей с коэффициентом фильтрации до 0,2 м/сут.

Газовая силикатизация впервые разработана и применена в нашей стране. В качестве отвердителя силиката натрия используют углекислый газ, что позволяет закреплять песчаные грунты с коэффициентом фильтрации 0,1-0,2 м/сут, лессовые и грунты с высоким содержанием органических примесей.

Прочность закрепленного грунта составляет 0,5-2 МПа и достигается в кратчайшие сроки.

Смолизация - закрепление песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации 0,5-5 м/сут и лессовых грунтов путем инъецирования водных растворов синтетических смол (карбамид-ных, фенольных, фурановых и др.). Время гелеобразования регулируется количеством вводимого отвердителя. Смолизация не только способствует повышению прочности до 1-5 МПа, но и обеспечивает водонепроницаемость грунтов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Технологические параметры эффективности укрепления грунтов методами инъецирования приведены в таблице 6.2.

Таблица 6. Радиусы закрепления грунтов в зависимости от коэффициента фильтрации Способ Коэффициент № Радиус закрепления Вид грунта фильтрации, п.п. закрепления, м грунта м/сут 1 Силикатизация:

двухрастворная Песчаный 2-10 0,3-0, 10-20 0,4-0, 20-50 0,6-0, 50-80 0,8-1, однорастворная » 0,8-0,5 0,3-0, 0,5-1,0 0,4-0, 1,0-2,0 0,6-0, 2,0-5,0 0,8-1, 2 Газовая » 0,5-1,0 0,3-0, 1,0-5,0 0,5-0, 5,0-20 0,8-1, 3 Однорастворная Просадочный 0,1-0,3 0,4-0, 0,3-0,5 0,7-0, База нормативной документации: www.complexdoc.ru 0,5-2,0 0,8-1, 4 Смолизация Песчаный 0,3-1,0 0,3-0, 1,0-5,0 0,5-0, 5,0-10,0 0,65-0, 10,0-20,0 0,85-0, 20,0-50,0 0,95-1, 5 Электрохимическое Водонасыщенные 0,10-0,20 0,4-1, закрепление глинистые, грунтов пылеватые, илистые Способ инъекционного закрепления заключается в нагнетании реагентов в виде растворов или газов в грунты основания без нарушения их структуры. Инъекционное закрепление распространяется на грунты, обладающие определенной водопроницаемостью. Инъекционному закреплению не подлежат водонасыщенные грунты при скорости фунтовых вод более 5 м/ сут.

При закреплении фунтов учитываются конкретные условия:

гидрогеологические, характер заложения фундаментов, стесненность производства работ.

Способ закрепления назначается исходя из конкретных условий производств работ и характеристики грунтов.

На рис. 6.1 в схематичном виде приведены методы закрепления грунтов для фундаментов мелкого заложения. В зависимости от принятой технологии расположение инъекторов может быть вертикальным, наклонным и горизонтальным.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 6.1. методы закрепления грунтов для фундаментов мелкого заложения I - схемы расположения инъекторов при закреплении грунтов основания фундаментов: 1 - фундамент;

2 - инъектор;

3 – зона укрепления;

II - зоны закрепления оснований: а - ленточная;

б сплошная;

в - прерывистая;

г - кольцевая Для зданий с подвальной частью закрепление грунтов может осуществляться с наружной или внутренней стороны. Наиболее распространенным является укрепление грунтов с наружных фасадных поверхностей. Из-за меньшей стесненности производительность работ существенно выше.

Технология и организация производства работ Инъекционное закрепление грунтов выполняется по результатам инженерного обследования здания с техническим решением о необходимости усиления основания фундамента. При назначении метода укрепления оснований определяющими факторами являются себестоимость производства работ и продолжительность процесса.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru До начала производства работ уточняются наличие и расположение подземных коммуникаций, а также размещение зданий и сооружений вблизи мест закрепления. Затем осуществляется комплектование оборудования и материалов в соответствии с проектом производства работ.

Производится контрольное закрепление грунта с последующим испытанием. В результате контрольного закрепления уточняются радиус действия инъекторов, скорость набора прочности фунтом, расход материалов и физико-механические характеристики уплотненного грунта. В зоне контрольных испытаний отрывается шурф, который позволяет оценить геометрические характеристики зоны укрепления. С помощью кернообразователей извлекаются образцы из 3-4 зон, которые подвергаются механическим испытаниям.

Инъекционное закрепление грунтов включает последовательно следующие виды работ:

подготовительные и вспомогательные работы, включая приготовление закрепляющих растворов;

работы по бурению скважин, погружению инъекторов, обустройству инъекционных скважин;

нагнетание закрепляющих реагентов в грунт;

извлечение инъекторов и заделка инъекционных скважин;

работы по контролю качества закрепления.

Подготовительные и вспомогательные работы До начала работ следует выполнить цикл подготовительных работ: подготовить территорию и фронт работ;

провести временное ограждение, подвести электроэнергию, водоснабжение, канализацию;

при необходимости установить геодезическое наблюдение за осадками фундаментов;

обеспечить зоны складирования, площадки или стационарные узлы для приготовления растворов;

осуществить разметку погружения инъекторов или бурения инъекционных скважин;

приготовить закрепляющие растворы рабочих концентраций;

выполнить работы по закреплению контрольных участков;

обеспечить выполнение правил безопасного ведения работ.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Закрепляющие растворы рабочих концентраций приготавливают исходя из требуемой консистенции и необходимого объема.

Погружение и извлечение инъекторов Способ погружения инъекторов зависит от физико механических характеристик грунтов, глубины закрепления и может быть осуществлен: забивкой;

вибропогружением;

задавливанием;

установкой в предварительно пробуренные скважины.

На рис. 6.2 приведены конструктивная схема инъектора переменного сечения и метод его погружения. Инъектор состоит из наконечника, перфорированного звена, переходных ниппелей, глухих звеньев. Наличие глухих звеньев позволяет изменять длину инъектора, тем самым обеспечивая необходимую зону инъецирования.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 6.2. Конструктивная схема инъектора (а), метода погружения (б), реечного домкрата для извлечения инъекторов (в) 1 - наконечник;

2 - перфорированное звено;

3 - переходной ниппель;

4 - глухое звено После окончания работ по инъецированию необходимо провести извлечение инъектора. Оно производится виброметодом, а также путем использования специального реечного домкрата (рис. 6.2,в).

Погружение инъекторов забивкой и вибропогружением применяют при силикатизации песчаных грунтов на глубину до 15 м. Применяют ударные инструменты механического или пневматического типа. Забивка осуществляется по заходкам в последовательности, отраженной в проекте. При погружении инъекторов через железобетонные плиты фундаментов, отмостки, полы в них предварительно выбуриваются отверстия.

Погружение и установка инъекторов в предварительно пробуренные инъекционные скважины применяются при силикатизации просадочных грунтов при обычной и дополнительной цементации. Бурение ведется вертикальными и наклонными скважинами.

Устройство скважин для цементации зоны контакта подошвы фундамента с основанием рекомендуется производить колонковыми станками сплошным забоем, а в условиях стесненного производства работ - пневмоударными мобильными установками. При наличии слабых грунтов требуется установка обсадных труб.

Расстояние между скважинами колеблется в пределах 1,7-3 м.

Очередность бурения скважин и инъецирования определяется проектом производства работ. Чаще всего инъецирование производится с интервалом в последовательности 1;

3;

5;

7 и 2;

4;

6;

8 и т.д. Потребность в оборудовании, приспособлениях и механизмах приведена в таблице 6.3.

Таблица 6. Механизмы, оборудование и приспособления для проведения инъекционных работ База нормативной документации: www.complexdoc.ru Оборудование, № Техническая механизмы, Тип Марка Количество п.п. характеристика приспособления 1 Станок бурильный Вращательное СКБ-4 бурение 2 Компрессор ПСК-6м 2 Рра6 = 0,7 МПа 3 Насосы Одноплунжерный ПС-45 1 Рра6 = 1,5 Мпа Двухплунжерный НГП-1М 1 Рра6 = 1,5 Мпа Шестиплунжерный НС-3 1 Рра6 = 1,2 МПа П = 1 м3/ч 4 Насос-дозатор НЛ 1000/ 5 Растворосмесители РН-500 1 V = 500 л 6 Пневматические ОМ-506 1 Рра6 = 0,4-0, молотки МПа СМ-5 ОСМП- 7 Резиновые рукава Р = 3 МПа диаметром 25 мм 8 Резиновые Р= 1 МПа воздушные рукава диаметром 19- мм Для нагнетания растворов можно применять насосы с расходом 1-10 м3/мин и давлением до 1,5 МПа. К таким насосам относятся:

одноплунжерный ПС-45, двухплунжерный НПГ-1М База нормативной документации: www.complexdoc.ru шестиплунжерный НС-3 и др. Для погружения инъекторов можно применять пневматические и отбойные молотки КЦМ-4, ОМ-506, ОМСП-6, СМ-5 и др. с рабочим давлением 0,4-0,55 МПа и расходом воздуха 1,0-1,6 м3/мин.

Для контроля технологических процессов используется аппаратура: манометры на давление 1-3 МПа, ареометры для измерения плотности растворов, термометры, редукторы УР-2, КРР-50 для регулирования давления углекислого газа.

Инъекторы после окончания цикла нагнетания извлекаются гидравлическими, реечными домкратами или другими приспособлениями грузоподъемностью 5-10 т.

Нагнетание закрепляющих реагентов Закрепляющие реагенты нагнетают отдельными заходами в технологической последовательности, предусмотренной проектом производства работ. В однородные по водопроницаемости грунты нагнетание производится от устья в глубину или из пяты скважины к устью. В неоднородных по водопроницаемости грунтах в первую очередь закрепляют слои с большей водопроницаемостью.

Величина расхода закрепляющих химических растворов уточняется при контрольном закреплении и контролируется по расходомерной шкале и счетчику расходомера.

Расход раствора Q на одну заходку можно рассчитать по формуле Q=nR2l3a, где п - пористость грунта, %;

R - радиус закрепления, м;

l3 - длина заходки, м;

а - коэффициент, принимаемый в зависимости от способа силикатизации (5 - при двухрастворной;

12 - при однорастворной;

7 - при газовой;

8 - для плывунов;

5 - для просадочных грунтов).

Требуемое количество раствора на одну заходку рассчитывается исходя из радиуса действия, пористости грунта и коэффициента насыщения раствором Q=nR2(1,33R+1)na1000 л, где п - пористость грунта;

а - коэффициент насыщения грунта раствором (таблица 6.4).

Таблица 6. Значения коэффициента насыщения грунта раствором База нормативной документации: www.complexdoc.ru Скорость Коэффициент Скорость Коэффициент распространения насыщения распространения насыщения раствора, см/мин грунта раствора, см/мин грунта 0,3 1,0 3 0, 0,6 0,8 6 0, 1,0 0,7 10 0, 1,8 0, На рис. 6.3 приведена технологическая схема инъекционного закрепления грунтов в основаниях фундаментов способом однорастворной силикатизации. Технология выполнения работ предусматривает: разметку мест бурения скважин;

пробивку сквозных отверстий под устьем скважин в бетонном основании и отмостки;

установку и перемещение бурового станка;

непосредственно бурение скважин;

приготовление растворов;

установку инъекционных труб;

нагнетание растворов;

заделку скважин;

отрывку контрольных шурфов;

взятие образцов;

обратную закопку с уплотнением шурфов.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru Рис. 6.3. Технологическая схема инъекционного закрепления грунтов основания фундаментов способом однорастворной силикатизации 1 - компрессор;

2, 3, 4, 5 - емкости для отвердителя, крепителя, рабочей концентрации;

6 - насосы;

7 - дозатор;

8 - емкость для рабочего раствора;

9 - инъекторы;

10 - расходомер;

11, 12 инъекционные скважины 1-й и 2-й очередей;

13 - бурильный станок;

14 - зона ограждения;

15 - зона складирования При двухрастворной силикатизации жидкое стекло и раствор хлористого кальция нагнетаются рядами с чередованием инъекторов через ряд. Перерывы между нагнетанием жидкого База нормативной документации: www.complexdoc.ru стекла и хлористого кальция зависят от скорости грунтовых вод 3-1,5 м/сут. Каждый раствор нагнетается отдельным насосом.

Подобная технология применима для однорастворной силикатизации песчаных грунтов. Химические реагенты доводят до требуемой концентрации и через дозаторы подают в рабочие емкости, где готовится гелеобразная смесь. Затем с помощью насоса закачиваются в инъектор.

При закреплении грунтов способом газовой силикатизации через инъектор нагнетаются углекислый газ и раствор силиката натрия, а затем снова углекислый газ. Давление при нагнетании газа для отвердения силикатного раствора должно находиться в пределах 0,4-0,5 МПа. Перерыв во времени между нагнетанием силиката натрия и газа не должен превышать 30 мин.

§ 6.1.2. Закрепление грунтов цементацией Такой метод закрепления грунтов может быть применен для закрепления скальных, песчаных и гравелистых грунтов при следующих коэффициентах фильтрации: для скальных грунтов 0,01 м/сут, для песчаных - 50 м/сут. Для цементации применяют смеси цементного раствора с В/Ц = 1-0,8. Для улучшения свойств, а также для связывания химически несвязанной воды в раствор добавляется бетонит в количестве до 10 % массы цемента.

В грунт через инъекторы под давлением 3-6 атм нагнетают раствор. Расстояние между скважинами назначают в зависимости от величины удельного поглощения. Радиус закрепления составляет 0,3-1,5 м.

Цементация грунтов обеспечивает создание монолитности основания и повышает прочность в пределах 1,0-4,0 МПа. При этом повышается водонепроницаемость грунта. Вид и марку цемента принимают в зависимости от наличия и агрессивности вод.

Контроль качества работ Контроль качества работ осуществляется на всех этапах производства работ, проверяются: качество исходных материалов, рабочих закрепляющих реагентов и составов;

опытной проверкой - расчетные параметры закрепления и технических условий производства работ;

проверкой - соответствие требованиям проекта физико-механических свойств закрепленных грунтов и однородность их закрепления;

проверкой - размеры закрепленных База нормативной документации: www.complexdoc.ru массивов, радиусы действия инъекторов, а также сплошность закрепления;

контролем - осадка фундаментов геодезическими средствами наблюдения;

количество и расположение контрольных скважин и шурфов, количество и качество отбираемых через бурение проб;

контрольное бурение должно осуществляться колонковым способом с диаметром скважин не менее 84 мм;

испытания образцов закрепленных грунтов производят в лабораторных условиях;

отбор кернов (образцов) осуществляется через каждые 0,8-1,0 м по глубине;

инструментальные геодезические наблюдения за осадками фундаментов осуществляются до, во время и по окончании инъекционных работ.

При сдаче и приемке законченных работ предъявляют следующую техническую документацию: документы с результатами проверки качества исходных материалов;

журналы бурения скважин, погружения инъекторов и нагнетания в грунты реагентов;

планы, профили и сечения закрепленного грунтового массива с указанием положения контрольных выработок;



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.