Строительство в экстремальных условиях реферат

Обновлено: 05.07.2024

Возведение зданий и сооружений в зависимости от района строительства и его метеорологических и природно-климатических условий имеет свои особенности. Поэтому повышение эффективности строительства в экстремальных природно-климатических условиях является комплексной многоплановой задачей организации и технологии строительного производства, направленной на повышение качества строительства, сокращение сроков его выполнения, трудозатрат и стоимости работ.

В зимний период − отрицательная температура воздуха (средняя температура в январе −18°С на Севере, достигающая иногда до −45°С; −3°С в южных регионах); длительность зимнего периода; резкие перепады температур, даже в пределах суток; осадки и интенсивность их выпадения; зимние ветры, их интенсивность и длительность; сокращение продолжительности светового дня; значительная величина и продолжительность устойчивого снегового покрова; изменение физико-механических свойств грунтов, ряда строительных материалов и др.

Рекомендуемые материалы

2. Возведение зданий и сооружений в зимних условиях

Особенности эксплуатации машин и оборудования. Эксплуатация строительных машин и оборудования связана с влиянием низких температур, сильных ветров, снежных заносов. Обычно с наступлением устойчивых отрицательных температур от −30°С и ниже резко снижаются эксплуатационные качества почти всей строительной техники, возникает большое число отказов наиболее нагруженных деталей и узлов. В связи с этим для успешной работы в экстремальных условиях все машины и оборудование должны быть самым тщательным образом подготовлены в соответствии рекомендательными инструкциями.

Особенности производства земляных работ. Мерзлый грунт представляет собой сложную структуру, состоящую из минеральных частиц, льда, воды и воздуха. Замерзание грунта происходит вследствие потери тепла и перехода содержащейся в его порах воды в лед, в результате чего замерзший грунт меняет свои физико-механические свойства.

Промерзание грунта в глубину зависит от его теплофизических свойств, интенсивности и продолжительности воздействия отрицательных температур. Механическая прочность грунтов при замерзании значительно возрастает. Сопротивление мерзлого грунта на сжатие в 3-4 раза больше, чем на растяжение, поэтому целесообразно его разрабатывать не путем раздавливания, а способом скалывания.

В этой связи особую сложность в зимних условиях представляют работы нулевого цикла. Поэтому при разработке мерзлых грунтов особое внимание обращается на объемы работ, механические и физико-механические свойства мерзлого грунта, характер сооружаемого объекта, конкретные условия строительства, возможность применения землеройной техники.

Мерзлый грунт можно разрабатывать следующими способами: подготовкой мерзлых грунтов к экскавации путем их рыхления взрывом, ударом, резанием, вибрацией, сколом и другими способами. Выбор метода и соответствующих способов производства работ определяется инженерно-геологическими условиями конкретной строительной площадки, проектным решением по устройству фундаментов, объемом земляных работ.

Расчет комплекта машин в каждом конкретном случае выполняют на основе сравнения различных вариантов производства работ по технико-экономическим показателям: стоимости, трудозатратам и продолжительности работ.

Особенности производства каменной кладки. В зимних условиях в результате действия отрицательной температуры гидратация цемента в растворе прекращается и раствор превращается в прочную механическую смесь льда, цемента и песка (или извести и песка). Вода, превращаясь в лед, увеличивается в объеме, вследствие чего раствор разрыхляется и его прочность снижается. Поэтому для компенсации потери прочности зимней кладки марку раствора повышают на одну ступень по сравнению с летней кладкой, если она ведется при среднесуточной температуре наружного воздуха до −20°С, и на две ступени − при температуре ниже −20°С.

Выбор способа кладки производится в зависимости от сроков возведения здания, ожидаемых метеорологических условий на период работ, вида сооружения, его высоты. Существуют следующие способы кладки в зимних условиях: кладка способом замораживания раствора; на растворах с противоморозными химическими добавками; возведение конструкций путем прогрева кладки.

Кладка способом замораживания производится на подогретом растворе. Предварительно подогретый раствор способствует лучшему расстиланию и обжатию массой вышележащей возводимой кладки. После укладки раствор сразу же замерзает и в таком состоянии находится до оттаивания кладки весной или при искусственном обогреве. По мере оттаивания раствора происходит гидратация цемента и набор прочности.

Растворы для кладки способом замораживания должны приготовляться в утепленных бетонно-растворных узлах с подогретыми составляющими и иметь к моменту укладки минимальную температуру, не ниже указанной в таблице.

температура наружного воздуха, °С

Кладка из крупных блоков

при скорости ветра, м/с

Для увеличения несущей способности и обеспечения устойчивости столбов и простенков устанавливают инвентарные хомуты из металлических уголков, стянутых болтами. В промышленных одноэтажных зданиях с высотой стен 6-8 м применяются крепления из вертикальных двухсторонних брусьев-сжимов, стянутых болтами и усиленных оттяжками и подкосами.

Для восприятия деформаций, связанных с неравномерными осадками основания в примыканиях, пересечениях, углах стен, в столбах и простенках укладывают арматурные связи согласно проекту.

Возведение кладки в зимних условиях возможно также на растворах с противоморозными добавками. Химические добавки позволяют снизить температуру замерзания воды в растворе и ускорить процесс твердения раствора. В качестве химических противоморозных добавок используют нитрит натрия, нитрит кальция с мочевиной, поташ, хлористый кальций и хлористый натрий. Количество вводимой в кладочный раствор противоморозной добавки нормируется в зависимости от ее вида и среднесуточной температуры воздуха.

Особенности возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Как известно, при температуре ниже 0°С в бетоне прекращаются процессы гидратации и твердение бетона приостанавливается, т.к. бетон замерзает, превращаясь в монолит, прочность которого обусловливается силами смерзания. При этом в бетоне появляются внутренние напряжения, вызываемые увеличением объема свободной воды (примерно на 9 %), что приводит к нарушению кристаллических новообразований, которые в дальнейшем не восстанавливаются. Свойства бетона ухудшаются тем значительнее, чем раньше после укладки произошло его замерзание.

Если бетон к моменту замерзания наберет определенную прочность, то отрицательное влияние замораживания на его свойства невелико, так как оно уже не вносит необратимых нарушений в структуру цементного камня и эта прочность называется критической.

СНиПом предусмотрена критическая прочность бетона монолитных конструкций и монолитных частей сборно-монолитных конструкций не менее 50 % проектной или не ниже 5 МПа, а в предварительно-напряженных конструкциях − не ниже 70 %. В случае нагружения конструкций в зимний период, к моменту замораживания прочность бетона в них должна достигать 100 % от проектной.

Существующие методы зимнего бетонирования подразделяются на две основные группы: 1) с безобогревным выдерживанием бетона и 2) с искусственным обогревом бетона монолитных конструкций.

Выбор метода зимнего бетонирования производят до наступления зимы с учетом реальных местных условий и ожидаемых температур наружного воздуха, вида применяемых цементов, наличия источников тепла, химических добавок, размеров и назначения конструкций.

Критерием оценки эффективности метода зимнего бетонирования являются затраты по всем показателям и экономический эффект от сокращения продолжительности строительства объекта, приведенные к 1 м 3 уложенного бетона.

Для получения требуемой температуры смеси воду подогревают до 40-90°С, а иногда при необходимости также подогревают и заполнители. При этом песок, гравий и щебень подогревают до температуры 20-60°С в специальных бункерах с паровыми регистрами или во вращающихся сушильных барабанах. Цемент и тонкомолотые добавки вводят без подогрева.

Особенности монтажа строительных конструкций. По сравнению с другими видами строительных процессов монтаж строительных конструкций не претерпевает каких-либо значительных изменений. Отрицательное воздействие зимы в первую очередь вызывает снижение производительности монтажников и дополнительные затраты труда на вспомогательных операциях. В зимних условиях одновременно с отрицательной температурой наружного воздуха значительные неудобства в работе вызывают сила и продолжительность ветра, которые вынуждают прекращать монтажные работы и делать перерывы для обогрева рабочих. Монтажные работы прекращаются: при ветре силой 6 баллов и более (скорость ветра 9,9−12,4 м/с); при сильном снегопаде и гололедице; на монтаже вертикальных глухих панелей при силе ветра 5 баллов (скорость ветра 7,5−9,8 м/с) и при определенных сочетаниях температуры наружного воздуха и скорости ветра).

В зимних условиях более целесообразно укрупнение конструкций, применение безвыверочного и ограниченно свободного метода монтажа, повышение технологичности конструктивных решений стыков, отказ от мокрых процессов, конструктивное обеспечение удобных условий для выполнения сварочных и антикоррозийных работ.

При выполнении работ нулевого цикла монтаж ж/б конструкций подземной части здания следует вести поточным комплексным методом, совмещая с производством земляных работ. При этом ведущим процессом должен быть принят монтажный, а темпы ведения земляных работ − исключающими промораживания основания. При сильных морозах и необходимости устройства перерывов между отрывкой котлована и устройством фундамента основание необходимо временно утеплять или прогревать переставными тепляками с подогревом.

Возведение одноэтажных промышленных зданий из сборных железобетонных конструкций необходимо вести отдельными монтажными участками. Целесообразно также осуществлять параллельный монтаж двух рядов колонн, что способствует значительному ускорению монтажа вышележащих конструкций. Во всех случаях влияние на выбор размера захватки (или количества монтируемых колонн) оказывает основное технологическое условие − конструкции следующего яруса можно монтировать только после достижения бетоном в стыках колонн с фундаментом 70 % проектной прочности. Заделка стыков в плитах покрытия, связанная с большим объемом работ по очистке стыкуемых поверхностей, может полностью не выполняться в зимний период времени, если это не оказывает существенного влияния на устойчивость смонтированной части здания и на удлинение срока возведения всего здания. Монтаж сборных конструкций многоэтажных и особенно жилых и общественных зданий в зимний период рекомендуется вести с транспортных средств, что значительно сокращает трудоемкость монтажных работ и улучшает качество возводимых зданий.

Для заделки стыков и швов сборных железобетонных конструкций необходимо знать, воспринимают ли они расчетные усилия, имеются ли в них открытые стальные элементы, на основании этих конструктивных особенностей применяют следующие способы заделки стыков: безобогревный с применением противоморозных добавок; обогревный с применением различных способов внесения в бетон или раствор стыка тепловой энергии; комбинированный, при котором применяются противоморозные добавки с последующей тепловой обработкой стыков.

Выбор способа заделки стыков и разработка конкретной технологии производства работ должны учитывать рост напряжений в бетоне стыка, проектируемый рост его прочности и отражать темп возведения сборных конструкций здания.

3. Возведение зданий и сооружений в условиях жаркого

климата и в регионах сейсмической активности

Особенности производства земляных работ. Земляные работ в жарких климатических условиях имеют свои особенности, которые должны быть учтены при проектировании работ.

Высокая температура, низкая влажность и сильные ветры (суховеи) приводят к пересыханию и затвердеванию почвы, при разработке которой увеличивается запыленность воздуха, снижающая производительность и ухудшающая эксплуатационные качества землеройно-транспортных машин. Поэтому при составлении схем движения землеройно-транспортных машин и автотранспортных средств необходимо учитывать господствующее направление ветра, организуя их рабочее движение против направления ветра или под углом к нему.

Наиболее рациональным способом разработки грунтов в этих условиях является предварительное их увлажнение до оптимальных значений (см. таблицу), что снижает запыленность воздуха и облегчает разработку грунта. Увлажнение грунта до оптимальной влажности дает высокий эффект и при его уплотнении. При разработке траншей бульдозерами рекомендуется применять продольно-поперечную и поперечно-челночную схемы движения.

Зарубежный опыт скоростного строительства, основанный на высоком уровне мобильности. Принципы оплаты труда рабочих, занятых на чрезвычайном строительстве. Причины потерь рабочего времени. Структура экстремальных условий экстренного строительства.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	23.09.2011
Размер файла	4,9 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Зарубежный опыт скоростного мобильного строительства

За рубежом накоплен многолетний опыт скоростного строительства, основанный на высоком уровне мобильности. Это сооружение экспедиционно-вахтовым методом газопроводов, шоссейных дорог, промышленных зданий из легких конструкций, жилья из сборно-разборных элементов.

В США широко используют сборно-разборные заводы (установки) по приготовлению бетонных и растворных смесей. При небольших объемах работ используют мобильные заводы и установки производительностью 30-70 куб.м в час. Для дорожного и аэродромного строительства производительность таких заводов достигает 250-400 куб. м смеси в час. Такие заводы не требуют устройства фундаментов. Их монтаж осуществляется в течение 4-5 часов. Функционируют также и комбинированные предприятия по производству бетонных и растворных смесей, сборных элементов из бетона и железобетона. На крупных объектах строительства применяют сборно-разборные механические мастерские [109, 129]. Столь широкое использование передвижных предприятий строительства в США диктуется не только рассредоточенностью или линейностью строящихся объектов, но и сжатыми сроками строительства. Например, продолжительность строительства крупных объектов стоимостью свыше 5 млн долл. составляет не более двух лет [48].

Поэтому отдельными трестами был создан ряд самостоятельных строительных единиц, каждая из которых подчинялась непосредственно тресту.

В других случаях тресты создавали одну мобильную строительную организацию в составе нескольких строительных подразделений. Производственная мощность мобильных организаций определялась исходя из двух факторов -объемов работ и сроков строительства. Объемы работ трестам и объединениям Министерство распределяло, руководствуясь задачами успешного решения общей проблемы экстренного строительства при наименьших негативных воздействиях на годовую плановую программу освоения капитальных вложений и ввода основных фондов в эксплуатацию в целом по Министерству, Значительная рассредоточенность зон-пунктов экстренного строительства вызывала необходимость обеспечения работы каждого из мобильных подразделений в автономном режиме.

Вместе с тем предусматривалось и централизованное материально-техническое обеспечение строек, в частности оно включало следующие организационные мероприятия,

Комплектацию производственных подразделений в полном объеме строительной техникой, включая средства малой механизации.

Определение заводов по поставке на стройку бетонных и растворных смесей (была организована трехсменная их работа).

Создание колонны автобетоновозов по доставке бетонных смесей на объекты.

Определение заводов - поставщиков сборных деревянных домов, а также сборных ж/б конструкций.

Для контроля за ходом строительства при центре чрезвычайного строительства, именуемом оперативной группой, был создан оперативный штаб, который вел ежесуточный контроль за ходом строительства и содействовал своевременному устранению возникающих проблем.

Обеспечение строительства рабочей силой различными строительными организациями решалось по-разному. Одни из них стремились решить эту проблему за счет вышестоящих своих организаций, т. е. централизованным путем, другие - за счет привлечения для выполнения трудовых процессов инженерно-технических работников и рабочих промпредприятий, а некоторые - за счет использования всех перечисленных источников обеспечения рабочей силой. Последние, как правило, добивались более успешного решения рассматриваемой проблемы. Вместе с тем все экстренные стройки испытывали значительный недостаток в рабочей силе.

Организация труда в различных строительных организациях тоже была неодинаковой. В одних случаях общестроительные работы по строительству поселка велись крупными комплексными бригадами, в других - самостоятельными звеньями определенной численности. Следует отметить, что организация работы самостоятельными немногочисленными бригадами-звеньями давала несколько лучшие результаты.

Основным недостатком в организации труда, как в первом, так и во втором случае, было недостаточное внимание к вопросам обучения неквалифицированных рабочих (порой они составляли 30-40 % от обшей численности на объекте), а также вопросам создания определенных производственных структур, обеспечивающих надлежащую ритмичность и надежность производства.

Особенности технологии строительства были определены автором в результате анализа непосредственно в построечных условиях.

Оплата и стимулирование труда рабочих, занятых на чрезвычайном строительстве, осуществлялась в соответствии со следующими принципами.

Сохранение за участниками чрезвычайного строительства 75 % среднего заработка по месту прежней работы.

Аккордно-премиальная оплата труда с размером премиальных при хорошем качестве работ до 40 % от прямой сдельной оплаты.

Материальные затраты в целом по застройке поселков были ниже сметного лимита, что объясняется активной рационализаторской работой строителей, которая обеспечила экономический эффект в размере 7 % от выполненного объема строительно-монтажных работ. Рационализаторская работа положительно отразилась также и на выработке. В отдельные периоды она достигала 2-2,5 тыс. руб. в месяц. Столь высокая выработка объясняется как пониманием всеми участниками важности строительства, начиная от министра и кончая рабочим, так и эффективными принципами организации и стимулирования труда рабочих, снятием ограничений на сверхурочную работу.

Вместе с тем имели место и потери рабочего времени по причине задержки в обеспечении материалами и непредусмотренными переходами с объекта на объект, вызванными различного рода организационно-технологическими недостатками. Изучение и анализ потерь рабочего времени позволили установить, что внутрисменные потери рабочего времени составили 5,8 %, в том числе:

отсутствие стройматериала - 1,9 %;

неисправность и отсутствие строительных машин и механизмов - 0,9 %;

отсутствие фронта работ - 0,5 %;

отсутствие электроэнергии - 0,4%;

переходы с одного рабочего места на другое, не предусмотренные заданием - 1,5 %;

- прочие причины - 0,6%.

- технологической мобильности производства;

- использование форсированных технологий на базе оптимизации проектных решений;

- высокий уровень организации оплаты и стимулирования труда;

- уделение большого внимания интенсификации производства за счет повышения производительности труда.

Анализ отечественного и зарубежного опыта скоростного планового строительства показал, что ряд его способов, приемов, организационных форм можно использовать при возведении экстренных объектов в экстремальных условиях, вызванных чрезвычайными ситуациями.

К числу отдельных фрагментов такого опыта относятся: параллельное со строительством вариантное проектирование с использованием объектов-аналогов; максимальная концентрация производственных мощностей и специализация строительных подразделений; порядок формирования необходимых производственных мощностей - автономных строительных отрядов, мобильных подразделений типа ПМК и СМП, вахтовых производственных структур; организационно-технологическое маневрирование, позволяющее передавать хорошо отработанные отдельными подразделениями высокоэффективные технологии другим участникам строительства; организация мобильных производств по приготовлению бетонных и растворных смесей; блокирование деталей, узлов, конструкций; организация мобильных систем соцкультбыта для работающих на объектах.

Анализ различных аспектов, связанных с ликвидацией последствий аварии на Чернобыльской АЭС, а также последствий стихийных бедствий и транспортных катастроф, свидетельствует о том, что практически мало уделяется внимания разработке теории и обобщению опыта организации и интенсификации строительного производства в экстремальных условиях. Это негативно сказывается на темпах и качестве работы по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.

Поэтому традиционные принципы строительства не обеспечивают успешное достижение цели - что обусловливает необходимость разработки концепции обеспечения постоянных преобразований предприятия экстренного строительства адекватно меняющимся ситуациям.

строительство скоростной экстренный чрезвычайный

Производственные условия строительства при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС)

Анализ производственных условий строительства при ликвидации последствий ЧС определил как экстремальные. Были выявлены основные факторы, определяющие сущность экстремальности условий. Это, во первых, внезапность, непредвиденность строительства и связанных с ним негативных производственных ситуаций; во-вторых, непредсказуемость постоянно меняющихся негативных производственных ситуаций; в-третьих, характеристика объекта как экстренного, сроки строительства которого ограничены жестким (чрезвычайно жестким) дефицитом времени; в-четвертых, необходимость принятия управленческих решений в условиях неопределенности и риска (рис. 3.2). Экстремальность может усиливаться различного рода негативными условиями, непосредственно связанными с основными факторами: частичным или полным сохранением чрезвычайной ситуаций, многочисленностью организаций - участников строительства, отдаленностью объектов строительства от мест постоянной дислокации строительных организаций, необходимостью использования неквалифицированной рабочей силы, аритмией поступления материально технических ресурсов, полным или частичным отсутствием проектно сметной документации, неординарностью проектных решений; кроме того, на степень экстремальности могут влиять ограниченность пространства, сложность раскрытия фронта работ, различные особые природно климатические условия. Но сами по себе отдельно взятые перечисленные негативные условия (и даже их некоторые совокупности) не могут в достаточной мере характеризовать строительство как протекающее в экстремальных условиях.

Подобные документы

Этапы развития современного коттеджного строительства. Зарубежный опыт малоэтажного строительства. Потребительские предпочтения на рынке малоэтажного строительства. Сметная стоимость строительства. Сравнение критериев выбора технологии строительства.

дипломная работа [3,1 M], добавлен 06.07.2012

Возведение зданий, сооружений и других объектов строительства. Структура организации монтажного процесса. Выбор оснастки. Подсчет затрат труда, машинного времени. Определение состава комплексной бригады. Расчет исходных данных для выбора монтажных кранов.

курсовая работа [365,8 K], добавлен 10.06.2015

Методика решений расчетных заданий для строительства объектов природообустройства. Расчет затрат машинного времени на выполнение строительно-монтажных работ согласно исходных данных. Определение рабочих параметров, выбор схем разработки глинистого грунта.

контрольная работа [28,0 K], добавлен 03.02.2011

Особенности подготовки площадки строительства к возведению подземной части здания. Технология производства работ надземной части здания. Технологическая карта на возведение кирпичной кладки стен. Принципы организации рабочего места и труда каменщиков.

курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.09.2010

Характеристика объектов и условий строительства. Проектирование очередности строительства. Разбивка зданий микрорайона на потоки. Разработка организационно-технологической схемы строительства микрорайона. Общеплощадочный строительный генеральный план.

курсовая работа [24,1 K], добавлен 02.08.2012

Организация строительства как важнейшая область строительной деятельности. Цели проекта строительства, способы их достижения. Организация бережливого строительства. Максимизация ценности, создаваемой в проекте. Минимизация потерь в проектах строительства.

реферат [619,4 K], добавлен 08.04.2010

Характеристика промышленного предприятия и условий его строительства. Организация поточного строительства комплекса объектов. График освоения капиталовложений. Потребность в материально-технических ресурсах. Строительный генеральный план предприятия.

ГОСТ

Строительство в экстремальных климатических условиях

К экстремальным климатическим условиям относятся низкие температуры окружающего воздуха, жаркий климат, повышенные ветровые нагрузки, сейсмичность, а также явно выраженная постоянно высокая влажность воздуха.

Согласно соответствующей нормативной литературе, в строительстве условия зимнего периода наступают при установлении среднесуточной температуры наружного воздуха ниже пяти градусов Цельсия и при среднесуточной минимальной температуре почвы ниже нуля градусов. Надо сказать, что зимний период строительства оказывает наибольшее влияние на земляные работы (работы нулевого цикла) и на бетонирование каркаса сооружения или его фундаментов. Прекращение данных работ непременно привело бы к увеличению сроков строительства, и как следствие – удорожанию проекта и увеличению накладных расходов. В результате увеличения сроков строительства возрастает себестоимость строительной продукции, сокращаются объемы ее реализации, это порождает множество социальных неудобств.

В этой связи в процессе проектирования предусматривается целый цикл специальных решений, направленных на получение возможности круглогодичного проведения земляных и бетонных работ. Например, для земляных работ:

специальные мероприятия по предотвращению замерзания грунтов основания;
оттаивание грунтов основания перед их разработкой;
механическое рыхление мерзлых грунтов;
разработка мерзлых грунтов основания посредством взрывных работ.

Поимо прочего строительными календарными планами в этот период предусматриваются работы, как можно менее зависящие от температур наружного воздуха.

По части проведения бетонных работ в зимний период также существует ряд требований, например:

выбор соответствующего метода зимнего бетонирования и его технико-экономическое обоснование;
максимальное сохранение тепловыделений бетонной смеси при ее транспортировке на объект строительства, а также при её укладке;
удаление наледи и снега с поверхности опалубочных и арматурных изделий;
соблюдение температурно-влажностных требований выдерживания бетонной смеси.

Готовые работы на аналогичную тему

Основная задача технологии зимнего бетонирования заключается в обеспечении необходимых условий, при которых монолитные железобетонные конструкции в кратчайшие сроки и при наименьших затратах могли бы набрать необходимую критическую прочность по морозостойкости, либо проектную прочность, которая требуется для восприятия нагрузок от вышележащих конструкций.

Рисунок 1. Зимнее бетонирование. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Стоит отметить, что при проведении строительных работ как в условиях жаркого, так и холодного климата должны соблюдаться необходимые мероприятия по охране труда и технике безопасности, которые закреплены в соответствующей нормативной литературе.

Решение возникающих вопросов по части проведения строительных работ в тех или иных условиях необходимо искать путем последовательной проработки соответствующих технологических решений, применения современных технологий в строительстве и новейших строительных материалов, комплексной механизации процессов, а также постоянного повышения квалификации рабочих.

Особенности зимних условий строительства

Набор прочностных характеристик бетонной смеси в зимних условиях имеет свои особенности. Основной проблемой производства работ в зимних условиях является замерзание в бетоне химически несвязанной воды ещё в начале его структурообразовательного процесса. После замерзания несвязанная вода увеличивается в объеме до 9%, что неизбежно приводит к разрушению связей в бетонном изделии или конструкции.

При этом конечная прочность такого бетона в конечном итоге снижается до 20% в сравнении с бетоном, выдержанным в нормальных условиях. Надо сказать, что замерзание воды в бетонной смеси влияет и на другие процессы, впоследствии снижающие её прочностные характеристики. Например, ледяная пленка, образующаяся после замерзания жидкости, обволакивает арматуру и все виды заполнителей бетонной смеси. Данная ледяная корка препятствует необходимому сцеплению заполнителя и арматуры с цементным тестом и формированию плотной структуры бетона после оттаивания.

Критической прочностью бетона называется доля от необходимого значения прочности, при достижении которого бетон может подвергаться замораживанию без снижения его прочностных показателей по наступлению положительных температур.

Сейсмические условия строительства

Сейсмичность района строительства характеризуется возможной интенсивностью землетрясений данного региона. В российской нормативной литературе сейсмичность данного района можно определить по картам сейсмического районирования. Интенсивность предполагаемых землетрясений измеряется в баллах. Для оценки сейсмичности в разных странах используются различные шкалы сейсмичности. Так, в СССР была принята двенадцатибалльная шкала, названная MSK-64. К сейсмически опасным районам относят территории, имеющие сейсмичность свыше шести баллов. В расчетах сооружений и их отдельных конструкций на прочность и устойчивость учитывается повторяемость наиболее сильных землетрясений (например, 1 раз в 100, 1000 и 10000 лет). Учет данных поправок может скорректировать предельную несущую способность сооружений и конструкций до 20 процентов в большую сторону, что всегда отражается на их стоимости.

Рисунок 2. Последствия землетрясения в сейсмически активном районе. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Сейсмостойкость сооружений может быть обеспечено двумя факторами: выбором благоприятной площадки строительства в плане сейсмической активности и разработкой максимально рациональных конструкций.

К экстремальным климатическим условиям относят низкие темпера-туры наружного воздуха, жаркий климат, районы с высокими ветровыми нагрузками, морское побережье с явно выраженной высокой влажностью воздуха.

По нормативным требованиям условия зимнего периода наступают при установлении среднесуточной температуры наружного воздуха ниже 5°С и при минимальной суточной температуре ниже 0°С. К производству бетонных работ в зимний период предъявляется ряд требований, основные из которых: · выбор и технико-экономическое обоснование способа зимнего бетонирования, разработка технологической карты производства работ;

· необходимость подогрева бетонной смеси на стадии приготовления до температуры не более 35°С;

· максимальное сохранение начальной тепловой энергии бетонной смеси при ее доставке на объект и в период укладки в конструкцию;

· удаление снега из заопалубленного пространства и наледи с арматурного каркаса;

· увеличение продолжительности уплотнения бетона на 25% при его укладке в конструкцию;

· обеспечение заданных температурно-влажностных условий выдерживания бетона;

· достижение требуемой прочности бетона по морозостойкости до его замораживания.

Формирование прочностных характеристик бетона в зимних условиях имеет свои особенности. Основной проблемой является замерзание в бетоне в начальный период его структурообразования химически несвязанной воды затворения с последующим увеличением ее объема до 9% и сопутствующим разрушением связей в бетоне. При этом его конечная прочность на 15. 20% ниже прочности бетона, выдержанного в нормальных условиях. Основой формирования технологии зимнего бетонирования является обеспечение условий, при которых монолитные железобетонные конструкции в короткие сроки с наименьшими затратами могли бы набрать критическую прочность по морозостойкости или требуемую для восприятия проектных нагрузок с необходимым качеством. Критическая прочность бетона, выраженная в процентах от R28 есть прочность, при достижении которой бетон может быть заморожен без снижения его прочностных показателей при наступлении положительных температур.

Возведение монолитных конструкций без искусственного обогрева является наиболее экономичным способом зимнего бетонирования. Экономическая эффективность при этом достигается за счет максимального использования внутренних источников тепловой энергии, полученной бетонной смесью при ее приготовлении путем применения, как правило, подогретой (до 70°С) воды затворения, а также за счет энергии, выделяемой в твердеющем бетоне в процессе протекания реакции гидратации цемента с водой (экзотермия цемента).

Применение противоморозных добавок. Сущность технологии зимнего бетонирования заключается в том, что растворы солей, введенные в бетонную смесь при ее приготовлении, в процессе выдерживания уложенного в конструкцию бетона, имеющего положительную начальную температуру, значительно продлевают состояние жидкой фазы, обеспечивая тем самым протекание реакции гидратации даже в условиях отрицательных температур. К числу используемых солей относятся нитрит натрия, нитрит кальция, поташ, хлористый натрий и др. Область применения данной технологии - бетоны в конструкциях, армированных нерасчетной арматурой с защитным слоем бетона не менее 50 мм. Количество противоморозных добавок определяют в процентном отношении к массе цемента. Подбор состава бетона с требуемыми добавками осуществляют с учетом типа и условий эксплуатации монолитной конструкции, температуры наружного воздуха. Количество вносимых добавок увеличивается при возрастании значения отрицательной температуры относительно расчетной. Применению бетонов с противоморозными добавками должно предшествовать испытание образцов на коррозийное воздействие добавок на бетон, образование высолов на наружной поверхности бетона, скорость твердения бетона и его прочностные характеристики. Существуют ограничения в применении некоторых противоморозных добавок для предварительно напряженных конструкций и конструкций, подвергаемых динамическим нагрузкам. Растворы хлористых солей не допускается использовать при замоноличивании стыков сборных железобетонных конструкций, имеющих выпуски арматуры или закладные детали без проведения их химзащиты. Достоинства технологии с использованием противоморозных добавок заключаются в минимальных физических и материальных затратах на ее реализацию. Недостатками технологии являются самый длительный период приобретения бетоном критической прочности, негативные последствия при нарушении требований по применению противоморозных добавок (коррозия арматуры, высолы на поверхности).

Бетонирование конструкций с термообработкой Термообработка бетона представляет собой искусственное внесение тепловой энергии в монолитную конструкцию в период ее твердения с целью сокращения периода выдерживания бетона и приобретения им критической или проектной прочности до замерзания. Выбор оптимального способа термообработки осуществляют на основании технико- экономического расчета с привязкой к условиям определенного объекта строительства. Технология термообработки бетона имеет свои особенности. Основная из них - необходимость соблюдения расчетных режимов термообработки. Основными характеристиками технологических режимов являются: начальная температура бетона, продолжительность цикла термообработки до получения критической прочности, скорость подъема температуры (разогрева) бетона, температура и продолжительность изотермического выдерживания, скорость и продолжительность остывания, критическая или проектная прочность бетона.

Тепловое воздействие на прогреваемый бетон осуществляется несколькими методами, отличающимися способами передачи тепловой энергии. Самыми распространенными из них в практике строительства являются следующие.

1. Контактный способ, обеспечивающий передачу тепловой энергии от искусственно нагретых тел (материалов) прогреваемому бетону путем непосредственного контакта между ними. Разновидностями этого способа являются: обогрев бетона в термоактивной опалубке, а также прогрев с применением различных технических средств (греющие провода, кабель, термоактивные гибкие покрытия и пр.), непосредственно контактирующих с обогреваемой средой - бетоном. Способ применяется, в основном, для прогрева тонкостенных конструкций.

2. Конвективный способ, при котором передача тепла от искусственных источников нагреваемым объектам (опалубке или бетону) происходит через воздушную среду путем конвекции. Технология реализуется в замкнутых контурах с применением технических средств (электрокалориферов, газовых конвекторов и пр.), преобразующих различные энергоносители (электроэнергия, газ, жидкое или сухое топливо, пар и пр.) в тепловую энергию. Метод применим для прогрева тонкостенных стеновых конструкций и перекрытий. Достоинства конвективного метода - незначительная трудоемкость работ и замкнутое пространство вокруг прогреваемой конструкции посредством инвентарных ограждений и пологов, например, из брезента. Недостатки: значительные потери тепловой энергии на нагрев посторонних предметов и воздуха, большая продолжительность цикла обогрева (3. 7 сут) и, как следствие, высокий показатель удельного расхода энергии.

3. Электропрогрев основан на выделении в твердеющем бетоне тепловой энергии, получаемой путем пропускания электрического тока через жидкую фазу бетона, используемую в качестве омического сопротивления. При этом пониженное напряжение к прогреваемой монолитной конструкции подводят посредством различных электродов (стержневых, полосовых и струнных), погружаемых в бетон или соприкасающихся с ним. Преимущества метода: в качестве электродов используют подручные материалы - арматуру или листовой металл, потери тепловой энергии минимальны. Недостатки: безвозвратные потери металла - стержневых электродов (остающихся в теле за- бетонированной конструкции), значительная трудоемкость при реализации метода (особенно при использовании арматурных стержней), необходимость регулирования (снижения) электрической мощности посредством понижающего трансформатора при уменьшении удельного электрического сопротивления бетона, вероятность появления температурных напряжений в зонах примыкания бетона к электродам.

4. Инфракрасный нагрев основан на передаче лучистой энергии от генератора инфракрасного излучения нагреваемым поверхностям через воздушную среду. На облучаемой поверхности поглощенная энергия инфракрасного спектра преобразуется в тепловую и благодаря теплопроводности распространяется в глубь нагреваемой конструкции. Метод реализуется посредством автономных (от забетонированной конструкции и опалубки) инфракрасных прожекторных установок (ИПУ), работающих в основном на электроэнергии . Преимущества метода: отсутствие необходимости в переоборудовании опалубки, возможность выполнять вспомогательные операции (отогрев промороженного основания или стыков ранее уложенного бетона, удаление наледи на арматуре и в заопалубленном пространстве), возможность прогревать конструкцию параллельно с бетонированием, сохраняя ранее внесенную тепловую энергию, и за суточный цикл термообработки получать до 70% проектной прочности бетона. Недостаток технологии: значительная трудоемкость метода, связанная с переносом, расстановкой и подключением к электрической сети технических средств (ИПУ), необходимость обеспечения замкнутого объема для сокращения затрат тепловой энергии (особенно в ветреную погоду), а также высокий удельный расход электроэнергии.

5. Индукционный прогрев основан на использовании электромагнитной индукции, при которой энергия переменного электромагнитного поля преобразуется в арматуре или в стальной опалубке в тепловую и за счет теплопроводности передается бетону. Реализуется метод посредством инвентарного индуктора, рассчитанного и изготовленного для определенного узла (например, стыка железобетонных колонн) или объема железобетонной конструкции. Преимущества метода: простота и качество прогрева конструкций с большой насыщенностью арматурой, обеспечение равномерного по сечению и протяженности конструкции температурного поля.

6. Греющие провода. Для отдельных видов бетонируемых конструкций, в том числе и при несъемной опалубке из пенополистирола, рекомендуется применять нагревательные провода с металлической токонесущей изолированной жилой, подключаемые в электрическую сеть и работающие, как нагреватели сопротивления. Нагревательные провода размещают в конструкции перед бетонированием. В бетонную смесь, подвергаемую тепловой обработке, целесообразно вводить противоморозные добавки (нитрит натрия) в количестве 2. 4% от массы цемента для понижения температуры льдообразования и сохранения более значительного срока удобоукладываемости бетонной смеси.

По нормативным требованиям условия зимнего периода наступают при установлении среднесуточной температуры наружного воздуха ниже 5°С и при минимальной суточной температуре ниже 0°С. Подобные климатические условия продолжаются на территории России в среднем 6. 7 месяцев в году. Зимний период в наибольшей степени оказывает влияние на возведение конструкций зданий и сооружений из монолитного бетона. Прекращение бетонных работ зимой привело бы к увеличению сроков строительства объектов, возрастанию накладных расходов и сроков оборачиваемости инвестиций. В результате возрастает себестоимость строительной продукции и сокращается объем ее реализации с порождением целого ряда социальных проблем.

К производству бетонных работ в зимний период предъявляется ряд требований, основные из которых:

• выбор и технико-экономическое обоснование способа зимнего бетонирования, разработка технологической карты производства работ;

• необходимость подогрева бетонной смеси на стадии приготовления до температуры не более 35°С;

• максимальное сохранение начальной тепловой энергии бетонной смеси при ее доставке на объект и в период укладки в конструкцию;

• удаление снега из заопалубленного пространства и наледи с арматурного каркаса;

• увеличение продолжительности уплотнения бетона на 25% при его укладке в конструкцию;

• обеспечение заданных температурно-влажностных условий выдерживания бетона;

• достижение требуемой прочности бетона по морозостойкости до его замораживания.

При этом его конечная прочность на 15. 20% ниже прочности бетона, выдержанного в нормальных условиях.

Замерзание воды в бетоне влияет и на другие процессы, снижающие его прочность. Так, ледяная пленка обволакивает арматуру и заполнитель в бетоне, препятствуя тем самым их необходимому сцеплению с цементным тестом и созданию плотной структуры бетона после оттаивания.

Основой формирования технологии зимнего бетонирования является обеспечение условий, при которых монолитные железобетонные конструкции в короткие сроки с наименьшими затратами могли бы набрать критическую прочность по морозостойкости или требуемую для восприятия проектных нагрузок с необходимым качеством.

Критическая прочность бетона, выраженная в процентах от Rg есть прочность, при достижении которой бетон может быть заморожен без снижения его прочностных показателей при наступлении положительных температур.

Подготовка к производству работ начинается с анализа особенностей бетонирования и предполагаемых условий эксплуатации монолитных конструкций. Основные факторы, влияющие на технологию бетонирования:

• модуль поверхности Мп, характеризующий массивность конструкции и определяемый как отношение суммарной площади наружных охлаждающихся поверхностей бетонируемой конструкции к объему бетона этой конструкции;

• предварительный нагрев основания (промороженного грунта, подстилающего слоя), на которое будет укладываться бетонная смесь до температуры 40. 50°С, и прогрев конструкции в глубину до 30 см;

• класс бетона, его начальная температура, степень армирования конструкции, тип и особенности опалубки, технические и химические средства воздействия на бетон в период его выдерживания и т. д.

2. Возведение зданий и сооружений в зимних условиях

Читайте также: