9.5.1. Особенности технологии монтажа в зимних условиях

Производство монтажных работ в зимних условиях затруднено. Стоимость производства работ возрастает и в зависимости от температурной зоны увеличение составляет от 1,2 до 6% общей стоимости строительства. Сборные железобетонные конструкции зимой монтируют теми же методами, что и летом. О проведении дополнительных мероприятий, обеспечивающих успешное выполнение работ и устойчивость конструкций, возведенных при отрицательных температурах, в проектах, особенно в технологических картах и проектах производства работ (ППР), даются указания и рекомендации. Марки и состав раствора и бетона, которые необходимы при монтаже сборных конструкций, также указывают в проектах.

Зимний период в меньшей степени влияет на технологию монтажа металлических конструкций, чем железобетонных. В основном монтаж металлических конструкций зимой выполняют теми же машинами, приспособлениями и методами, что и в летнее время. Основной специфической особенностью устройства стыков является наложение ограничений на ведение сварочных работ - сварку нельзя производить при температуре ниже - 30°С.

Производительность труда в зимний период на монтажных работах снижается. Поправочные коэффициенты в зависимости от температуры наружного воздуха составляют:

Сборные железобетонные элементы подают на монтаж очищенными от снега, наледи и грязи. Во время транспортирования и на складе их предохраняют от дождя и снега. В большей степени это необходимо деталям и конструкциям из легких бетонов, открытым местам утепляющих слоев панелей, стыкуемым поверхностям элементов сборных конструкций. Это связано с тем, что насыщение легких бетонов или утеплителя водой ухудшает теплотехнические свойства ограждающих конструкций.

При необходимости наледь удаляют не только скребками и щетками, но и прогревают обледеневшие места до полного исчезновения следов наледи. Для прогревания используют газовые и другие горелки, если сборные элементы не имеют вкладышей из сгораемых материалов. Запрещается для удаления наледи применять соль, горячую воду или пар, но использовать горячий воздух из электродувок разрешается.

Необходимо принимать меры, исключающие замораживание бетона в стыке до достижения им заданной прочности.

В зимних условиях необходимо:

■ отогревать стыкуемые поверхности до положительной температуры + 5...8°С;

■ укладывать бетонную смесь в конструкцию подогретой до +30...40°С;

■ выдерживать или прогревать уложенную смесь при положительной температуре, пока бетон наберет не менее 70% проектной прочности.

При монтаже конструкций, устанавливаемых на раствор без солевых добавок, температура его в момент укладки в дело должна быть, как и для зимней каменной кладки, в следующих пределах:

Рекомендуется пользоваться приспособленным для работы зимой инвентарем, предохраняющим раствор и бетонную смесь от быстрого остывания. Раствор расстилают на постели непосредственно перед установкой элементов, чтобы получить хорошее обжатие раствора в шве. Строго контролируют толщину монтажных швов, так как их увеличение снижает прочность сооружения, создает опасность неравномерных осадок конструкций при оттаивании раствора весной и их деформации.

Для работы при отрицательных температурах монтажники используют нескользящую обувь, они обязательно должны очищать инвентарные подмости, стремянки и площадки от снега и льда. Монтажные работы при гололедице, сильном снегопаде не допускаются. На монтажной площадке все проходы очищают от снега, льда и посыпают песком. Одно из важнейших мероприятий, проводимых с наступлением отрицательных температур, - предохранение основания фундаментов от промерзания. Наличие мерзлого грунта под фундаментными подушками, особенно грунта глинистого и влажного, вызывает его пучение и возможное повреждение конструкций. Основание и смонтированные фундаменты утепляют грунтом, шлаком. В подвалах и технических подпольях зданий закрывают все проемы и отверстия в перекрытиях, цокольных панелях и других местах.

Нарушается плановая последовательность производства работ из-за простоев монтажных, в первую очередь башенных кранов, их останавливают при скорости ветра 10... 12 м/с.

Для качественной заделки стыков и швов в условиях отрицательных температур предусматривают специальные вспомогательные мероприятия.

Технологию замоноличивания стыков определяют в соответствии с указаниями проекта производства работ. Бетонную смесь (раствор) для замоноличивания приготовляют на оттаявших и подогретых заполнителях, на подогретой воде. Температура смеси без добавок в момент выхода из смесителя должна быть такой, чтобы ее температура в момент укладки была не ниже +15°С. При введении в состав бетонной смеси противоморозных добавок температура в момент выхода из смесителя должна составлять:

■ для смесей с добавкой хлористых солей и поташа не менее +5°С;

■ для смесей с добавкой нитрита кальция с мочевиной +10°С;

■ с добавкой нитрита натрия как и для смесей без противоморозных добавок +15°С.

Бетонную смесь необходимо транспортировать в утепленных бункерах, ящиках или автомобилях с оборудованием для подогрева отработанными газами. При хранении на объекте бетонную смесь защищают от ветра и атмосферных осадков. Запрещается укладывать в полость стыков схватившуюся или подмороженную смесь, а также добавлять в нее горячую воду.

Заделку стыков осуществляют одним из трех следующих способов: безобогревным - бетонами с противоморозными добавками, обогрев-ным — обычными бетонами с тепловой обработкой, комбинированным - бетонами с противоморозными добавками с последующей тепловой обработкой.

Кроме того, на выбор способа заделки стыка оказывают значительное влияние конкретные погодные условия при производстве работ.

Стыки сборных железобетонных элементов заделывают с учетом того, какую они будут воспринимать нагрузку. Стыки, не имеющие расчетных усилий, замоноличивают раствором марки не ниже 50 или бетоном, который допускается приготовлять с добавкой поташа или другими противоморозными добавками, указанными в ППР. Способ утепления стыков, режим, сроки и порядок выдерживания бетона или раствора также указывают в ППР.

Стыки, воспринимающие расчетные усилия, замоноличивают раствором или бетоном состава, указанного в проекте (класс их не ниже класса конструкций), с предварительным прогревом стыка горячим воздухом и последующим выдерживанием бетона способом термоса или искусственным прогревом (чаще всего электропрогревом). Если разрешено проектом, то стыки замоноличивают бетонной смесью (раствором) с противоморозными добавками.

При замоноличивании стыков бетонной смесью без противомороз-ных добавок необходим предварительный отогрев сопрягаемых элементов стыка и прогрев бетона до приобретения им требуемой прочности. Прочность бетона, приготовленного на портландцементе, в зависимости от температуры и времени прогрева ориентировочно можно определить по специальным графикам - зависимостям.

Для предварительного прогрева замоноличиваемых стыков используют воздуходувки, нагнетающие в полость стыка горячий воздух. После обогрева закрепляют инвентарную опалубку с той стороны стыка, где была воздуходувка, и немедленно заполняют полость стыка подогретой бетонной смесью. Далее осуществляют искусственный прогрев смеси.

Стыки, бетон которых не воспринимает расчетных усилий, при температуре наружного воздуха до -15 °С могут замоноличиваться бетонной смесью только с противоморозными добавками, поскольку такая смесь твердеет и при отрицательных температурах; при этом после укладки в стык смесь прогревать не нужно, в случае резкого понижения температуры наружного воздуха достаточно установить утепленную опалубку.

Наиболее часто прогрев производят электрическим током, реже паром. Для электропрогрева применяют электроды, трубчатые электронагреватели, термоактивную и греющую опалубку.

9.5.2. Безобогревный способ устройства стыков

Применение растворов и бетонов с противоморозными добавками является безобогревным способом устройства стыков.

В качестве противоморозных добавок рекомендованы растворы солей хлористого кальция, поваренной соли (хлористого натрия), нитрита натрия, поташа и др. Запрещается применение противоморозных химических добавок хлористых солей при заделке стыков с металлическими закладными частями и арматурой. Поташ и нитрит натрия не рекомендуют при закладных деталях из алюминия и его сплавов, деталей с защитным покрытием из цинка или алюминия. Количество противоморозных добавок принимают таким же, как при производстве работ с монолитным бетоном в зимних условиях.

Для повышения пластичности и водонепроницаемости бетона в стыке в бетонную смесь с противоморозными добавками вводят сульфитно-спиртовую барду в количестве до 0,15% от массы цемента. Если необходимо получение высокой прочности заделки в короткий срок (в пределах суток), бетоны, приготовленные с противоморозными добавками, могут быть подвергнуты искусственному прогреву.

9.5.3. Обогревные способы устройства стыков

Часто осуществляют прогрев бетонной смеси в стыке сборных элементов после установки инвентарной опалубки и заполнения стыка подогретой бетонной смесью. На внутренней стороне опалубки могут быть закреплены и нашивные электроды.

Кондуктивный нагрев основан на применении греющей опалубки (рис. 9.43). Греющую опалубку обычно используют для предварительного прогрева стыка конструкций и прогрева уложенного бетона. Ее устанавливают в проектное положение и включают в сеть на 2...8 ч для обогрева стыкуемых элементов до температуры 15...20°С. Затем бетонируют полость стыка, после чего продолжают прогревать замоноличенный стык.

Рис. 9.43. Схема контактного нагрева монолитных конструкций:

1 - сборная железобетонная конструкция; 2 - нагревательный элемент; 3 -греющая опалубка

 

Для замоноличивания вертикальных стыков колонн применяют универсальную греющую опалубку с автоматическим регулированием режима термообработки. Она состоит из металлического корпуса, греющих кассет, блоков питания и управления. Корпус опалубки служит для укладки бетона в стык и выполнен из двух частей, скрепляемых между собой болтами. Эти элементы взаимозаменяемые, каждый имеет загрузочное окно. Греющие кассеты представляют собой плоские металлические теплоизоляционные ящики с вмонтированными в них автономными электронагревателями в виде нихромовых спиралей, греющих проводов и низкотемпературных ТЭНов обычно мощностью 0,5 кВт при напряжении 220 В. Рабочая температура поверхности нагревателя равна 600...700°С. Между ТЭНом и стенкой, примыкающей к бетону, имеется воздушный зазор, а за нагревателем — отражатель из белой жести, что приводит к совместному действию конвективного и инфракрасного прогрева. Греющие кассеты в различных комбинациях обеспечивают термообработку стыка любого сечения колонны. Набор греющих кассет вставляют по направляющим металлической опалубки, кассеты охватывают стык с четырех сторон.

Установку греющей опалубки на стык колонны производят вручную, закрепляют на опалубке греющие кассеты, которые включают в сеть до бетонирования стыка. Через 2 ч обогрева полости стыка кассеты отключаются для укладки бетона. Последующая тепловая обработка - нагрев до 50°С и изотермический прогрев при этой температуре до получения необходимой прочности бетона. Температуру в стыке контролируют термометром, который вставляют в предусмотренное в опалубке и кассете отверстие.

Отогрев и прогрев стыков многоярусных колонн, балок и ригелей целесообразно осуществлять при помощи термоактивной опалубки. В полость двойной опалубки, состоящей из внутреннего и наружного стальных листов, помещают нихромовую проволоку внутри электроизоляционного материала с выводом изолированных проводов за габариты опалубки для подсоединения к электрической сети. Опалубку надевают на стыкуемый участок и удерживают специальными хомутами. Бетонную смесь загружают в стык через воронку, встроенную в опалубку.

Прогрев инфракрасными нагревателями (рис. 9.44) или их главными составляющими трубчатыми электронагревателями (ТЭНами) широко используют для многих типов стыков как напрямую, так и в качестве греющих элементов термощитов. Инфракрасный способ термообработки бетона замоноличивания основан на использовании энергии инфракрасного излучения, подаваемого на открытые опалубленные поверхности обогреваемых стыков конструкций и превращающегося на этих поверхностях в тепловую энергию.

Рис. 9.44. Схема инфракрасного нагрева монолитных конструкций:

I - сборная конструкция; 2 - тренога с инфракрасным нагревателем в отражателе

Поскольку глубина проникновения инфракрасных лучей в бетон не превышает 2 мм, то лучистая энергия превращается в тепловую в тонких поверхностных слоях бетона, остальная же масса конструкции медленно прогревается за счет теплопередачи от этих слоев и экзотермии цемента. По этим причинам при замоноличивании стыков инфрарасный способ рекомендуется применять для предварительного отогрева зоны стыков сборных железобетонных конструкций и ускорения твердения бетона или раствора заделки.

Трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) представляет собой металлическую полую трубку, в которую запрессована спираль из нихромовой проволоки, наполнителем служит плавленый оксид магния или кварцевый песок. Наполнитель выполняет роль электрической изоляции. Отогрев стыка осуществляют ТЭНом, помещенным в анодированный отражатель, или зона прогрева накрывается брезентом.

Индукционный способ (рис. 9.45) термообработки бетона замоноличивания основан на использовании магнитной составляющей переменного электромагнитного поля для нагрева арматуры вследствие теплового действия электрического тока, наводимого электромагнитной индукцией. При индукционном нагреве энергия переменного электромагнитного поля преобразуется в арматуре или стальной опалубке в тепловую энергию и передается за счет теплопроводности бетону.

Рис. 9.45. Схема индукционного прогрева стыка сборных колонн:

1 - сборные конструкции; 2 -выпуски арматуры; 3 — индукционная обмотка; 4 - инвентарная опалубка; 5 - слой теплоизоляции; б — контактные выводы электросети; 7 - подводящие провода

Применение индукционного нагрева для насыщенных арматурой стыков каркасных конструкций позволяет легко и быстро без дополнительных источников теплоты осуществлять прогрев арматуры, жесткого каркаса, металлической опалубки, ранее уложенного бетона, который нужно отогреть. При индукционном прогреве принимается следующий порядок производства работ: установка и утепление опалубки, устройство индуктора (навивка токопроводящих проводов на опалубку), отогрев арматуры и ранее уложенного бетона, укладка новой порции бетонной смеси в конструкцию, прогрев конструкции по принятому режиму, регулируемое остывание.

Комбинированный метод предполагает комбинацию прогрева и противоморозных добавок, позволяет в более короткие сроки гарантировать требуемую прочность стыков и швов. Метод представляет собой термообработку бетона, содержащего противоморозную добавку (нитрит натрия), обеспечивающую сохранение требуемой подвижности смеси на период ее укладки в полость стыка до начала термообработки.

Комбинированный метод следует применять в тех случаях, когда температура наружного воздуха ниже -25°С, при сильном ветре более 10 м/с, а также для стыков с высоким модулем поверхности. Расчет электронагревательных элементов при обогреве смеси с добавкой нитрита натрия в стыках внешними источниками теплоты (контактными нагревателями, инфракрасными излучателями) и определение удельной мощности при электродном способе прогрева производится, как и для бетонной смеси без добавки.

9.5.4.Герметизация стыков и швов

Герметизация стыков и швов при отрицательных температурах наружного воздуха имеет определенные ограничения. Герметизацию стыков между элементами ограждающих конструкций мастиками производят при температурах не ниже -20°С и с соблюдением следующих требований. Поверхности стыков и швов перед герметизацией очищают от раствора, загрязнения, снега и наледи. До нанесения герметизирующих мастик поверхности швов просушивают и огрунто-вывают.

При производстве работ обязательно контролируют качество подготовки поверхности под герметизацию, дозировку компонентов и температуру мастики, толщину слоя и нанесенной полосы герметика, плотность примыкания мастик к стыкуемым поверхностям и качество приклеивания к ним герметиков. Полиизобутиленовую мастику для лучшей адгезии (соединения) с бетоном следует предварительно подогревать до температуры 100...120°С.

В остальном процесс герметизации стыков в зимних условиях протекает так же, как и в летних.

9.5.5. Особенности монтажа в условиях жаркого климата

Условия высокой температуры окружающего воздуха накладывают некоторые ограничения на производство монтажных работ. Для сохранения относительно высокой производительности труда рабочих рекомендуется в дневное, наиболее жаркое время суток устраивать продолжительный перерыв в работе. Перерывы в работе в оставшееся время, с укрытием от прямого воздействия солнечных лучей могут устраиваться чаще и на более продолжительный срок.

Возрастает трудоемкость и продолжительность ухода за уложенным бетоном и раствором в конструкции стыков для предохранения их от обезвоживания. Кроме этого, все стыки, перед их омоноличива-нием необходимо обильно смачивать водой.

9.5.6. Особенности монтажа конструкций при реконструкции зданий

Замена существующих конструкций предшествует или сопутствует процессам установки новых конструкций. Замена конструкций может выполняться раздельным методом, когда на определенной захватке или здании в целом сначала демонтируются все заменяемые конструкции, на месте которых затем устанавливаются новые. Возможны разные варианты работ - один кран сначала демонтирует старые, затем устанавливает новые конструкции, или задействованы два или несколько кранов, работа которых организована поточно. Важным является обеспеченная гарантия от значительных перегрузок соседних смежных элементов и общая устойчивость здания.

Совмещенный метод предусматривает последовательное выполнение демонтажа и монтажа конструкций в едином потоке, при едином комплекте строительных машин. Фронт работ при такой организации работ сокращается до размеров одной или нескольких ячеек при соблюдении прочности, жесткости и устойчивости смежных конструкций. Демонтаж конструкций может выполняться поэлементно или укрупненными блоками в зависимости от конструктивного решения демонтируемых сооружений и технологических возможностей используемых при демонтаже средств.

Замена конструкций покрытия может осуществляться различными самоходными и башенными кранами в зависимости от конструктивного решения здания, его объемно-планировочного решения и обоснования выбранного варианта применяемой механизации. В отдельных случаях при замене легких элементов покрытия, технологических трубопроводов и другого оборудования, размещенного между поясами ферм, можно применить переоборудованный автомобильный кран, перемещающийся по кровле по специальным ездовым балкам.

В случае увеличения высоты реконструируемого одноэтажного здания может оказаться рациональным первоначальное возведение нового покрытия над существующим до полного завершения всех работ, а затем демонтаж старого покрытия с использованием лебедок, мостовых кранов и соответствующей такелажной оснастки. В этом случае монтаж и демонтаж конструкций можно осуществить в период краткосрочных остановок или, не нарушая производственного процесса, в реконструируемом здании.

При демонтаже элементов покрытия должны быть приняты меры защиты от падения вниз материалов разборки, возгорания отдельных элементов кровли при огневой резке несущих конструкций. Если при удалении отдельного элемента может быть нарушено статически устойчивое равновесие, необходимо усиление, раскрепление или подвеска стропами к крюку крана опасных с точки зрения обрушения конструкций.

Замена подкрановых балок. При использовании кранового оборудования соответствующей грузоподъемности процесс замены производят традиционными методами. Если грузоподъемности крана не хватает при требуемом вылете стрелы, а масса балки не превышает максимальной грузоподъемности крана, то необходимо предварительное расчаливание стрелы крана с креплением расчалок к устойчивым элементам сооружения. При невозможности использования кранов работы выполняют при помощи лебедок с применением удерживающих оттяжек.

Замена колонн. Замена без разборки покрытия требует предварительного вывешивания конструкций покрытия, т. е. передачи нагрузки с колонн на другие вспомогательные элементы. Вывешивание может быть осуществлено путем установки временных стоек-опор под узлы стропильных конструкций. Узлы опирания металлических конструкций на временные стойки должны быть усилены. Зазор между временными стойками и опорными узлами стропильной конструкции (8... 10 мм) обеспечивают домкратами. В образовавшийся зазор вводят стальную пластину необходимой толщины и фиксируют ее от возможного смещения. При передаче усилий от покрытия на временные стойки должен появиться зазор между ними и колонной, свидетельствующий о полном разгружении колонны от воздействия расположенных выше конструкций. Если отрыва конструкций не произошло, то производят дополнительное поддомкрачивание конструкций над временными опорами с заполнением образовавшихся зазоров стальными прокладками. Зазор в процессе цикла подъема домкратов не должен превышать 10 мм.

В ряде случаев затруднительно или невозможно установить стойки-опоры непосредственно под несущую конструкцию крыши. В этом случае устанавливают две стойки по возможности ближе к ферме, на них укладывают стальную балку, на которую будет передаваться нагрузка от стропильной фермы.

При демонтаже колонны она первоначально отсоединяется от фундамента (срезкой, срубкой, смятием, снятием гаек и т. д.). Сам демонтаж может выполняться методом поворота вокруг шарнира с применением полиспаста и тянущей лебедки. Метод основан на медленном опускании головы колонны при опоре ее пяты на фундамент. Возможно применение трех лебедок, при взаимосвязанной работе которых пята колонны сползает с колонны в сторону одной из лебедок, другие обеспечивают опускание головы колонны в плоскости сползания.

Метод надвижки на старые опоры. Метод замены отдельных сооружений целиком представляет собой передвижку (сдвижку с фундамента) старого и надвижку на его место нового сооружения, что позволяет значительно сократить остановочный период для предприятия. Возможны два варианта передвижки: тянущий - при помощи лебедок и системы полиспастов и толкающий - при помощи электрических или гидравлических домкратов. Преимущество тянущего способа в непрерывности движения объекта передвижки, у второго способа - простота и компактность используемых устройств, что особенно важно в стесненных условиях реконструкции объекта.

Передвижка осуществляется по рельсовым многониточным путям, по железобетонному основанию с уложенными стальными пластинами и цилиндрическими стальными катками диаметром 100...ISO мм.