Технология монтажа строительных конструкций в экстремальных климатических условиях

  

Экстремальные климатические условия (отрицательные или, наоборот, высокие положительные температуры) вызывают необходимость внесения в традиционную технологияю монтажа строительных конструкций и изменений, связанных с дополнительными требованиями к хранению сборных элементов, подготовкой их к монтажу, устройству монтажных соединений и др.  

 При отрицательных температурах (зимние условия) сборные железобетонные элементы хранят на складах на высоких подкладках и принимаются меры, исключающие обледенение поверхностей. Перед монтажом стыкуемые поверхности элементов очищают от снега и наледи скребками, щётками, горячим воздухом (применять для этой цели горячую воду или пар не разрешается).

При производстве монтажных работ наиболее уязвимым местом является стык сборных железобетонных конструкций. Дело в том, что незначительный объем бетона, укладываемого в стык, и высокий модуль его поверхности (25... 100) способствуют быстрому замораживанию бетона в стыке.

При замоноличивании стыковых соединений в зимних условиях должны приниматься меры, исключающие замораживания бетона в стыке до достижения им прочности, значения которой зависят от вида конструкции и сроков ее ввода в эксплуатацию. Так, в вертикальных стыках наружных стен крупнопанельных зданий должна быть обеспечена прочность бетона не менее 50% проектной. При такой прочности уже можно вести монтаж здания, а также обеспечивается плотность бетона, необходимая для защиты металлических закладных частей и связей от действия влаги. для стыка колонны с фундаментом стаканного типа прочность бетона должна быть не менее 70%, а для стыковых соединений конструкций, загружаемых полной эксплуатационной нагрузкой до оттаивания, необходимо получить 100%-ную прочность бетона.

Заделку стыков осуществляют одним из следующих двух способов: безобогревным — бетонами с противоморозными добавками, обогревным — обычными бетонами с тепловой обработкой. При определенных условиях применяют также комбинированный способ — бетонами с противоморозными добавками и последующей тепловой обработкой.

 Выбор способа заделки стыка определяют характером его работы (расчетный или нерасчетный), конструктивными особенностями (имеет открытые закладные металлические части, выпуски арматуры или нет) и временными параметрами производства монтажных работ.

Безобогревный способ применяют при заделке как нерасчетных, так и расчетных стыков, при условии, что замедленное твердение бетона не вызовет задержки в производстве монтажных работ.
В качестве основных противоморозных добавок применяют поташ и нитрит натрия со следующими ограничениями: поташ не применяют при наличии закладных деталей из алюминия и его сплавов без специальной защиты либо имеющих защитное покрытие из цинка или алюминия; нитрит натрия не используют при наличии закладных деталей из алюминия и его сплавов без специальной защиты либо имеющих покрытие из алюминия; поташ и нитрит натрия не применяют: при наличии в крупном заполнителе реакционноспособного кремнезема (опала, халцедона и вулканического стекла); в стыках, соприкасающихся с агрессивными средами; в условиях повышенной влажности (более 60%); при подвержении при эксплуатации систематическому нагреванию до температуры выше 60°с; в непосредственной близости (до 100 м) к источникам тока высокого напряжения и в конструкциях, подвергающихся воздействию динамических нагрузок.

Количество противоморозных добавок (в зависимости от окружающих температурных условий), методы укладки и выдерживания бетона при безобогревном способе заделки стыков те же, что и при бетонировании монолитных конструкций.

Обогревный способ заделки не допускается или может вызвать задержку работ по монтажу сборных конструкций.

При обогревном способе поверхности перед заполнением стыка должны быть отогреты до положительной температуры (не нижн 10 и не выше 50°С). Класс бетона заделки повышается на одну ступень по сравнению с классом, требуемым по проекту. Бетонную смесь применяют подогретой (не выше 40°С). Тепловую обработку бетона в стыках осуществляют электропрогревом, инфракрасным, индукционным или кондуктивным методами нагрева.

Электропрогрев используют главным образом для стsrjв колонн
с фундаментами стаканного типа и стеновых панелей (блоков).

При электропргреве стыков колонн с фундаментами в уложенную смесь опускаю круглые арматурные стержни диаметром 6…8 мм, которые служат электродами. Расстояние между стержневыми электродами принимают таким, чтобы исключились местные перегревы бетона (20... 25 см). Все открытые поверхности прогреваемых соединений укрывают влаго- и паронепроницаемым метериалом (рулонным кровельным материалом, полимерными плёнками), утепляют опилками, шлаками, метами из минеральной плиты.

Электроподогрев бетона в вертикальных стыках крупнопанельных жилых домой выполняют при помощи стержневых электродов, а горизонтальных стыков – струнных электродов, выполненных в виде секций длиной 2…3 м из стержней диаметром 6 мм, соединённых между собой через каждый метр изолированными шпонками.

При подготовки стыков к электропрогреву их очищают, устанавливают электрооборудование, прокладывают электросети, заготовляют и устанавливают электроды в предварительно отогретые (при необходимости) полости стыка.

Основным видом контроля за режимом электропрогрева и прочности бетона является измерение температуры бетона. В пределах одной захватки контролирует температуру двух забетонированных стыков группы: первого и последнего. В первые 3 ч температуру замеряют через каждый час, затем 2 раза в смену.

 Для снижения тепло- и влагопотерь стыка укладывают гидро- и теплоизоляционными материалами.

Инфракрасный нагрев позволяет осуществлять предварительный отогрев стыкуемых частей элементов и тепловую интенсификацию  твердения бетона заделки. Основным оборудованием при этом является трубчатые металлические инфракрасные излучатели, которые монтируют на отображателях, устанавливаемых в зимний период на инвентарную металлическую опалубку (рис.8.47).

Метод предусматривает предварительный отогрев промороженных поверхностей стыкуемых элементов до температуры 25…30°С и последующий прогрев уложенного бетона при температуре 60…70°С. Способ применяют заделке стыков в сборном домостроении колонны с колонной, плиты с плитой и др. Температуру в бетоне заделки регулируют автоматически – периодическим включением и отключением тока.

Стыки заделывают термообработкой методом инфракрасного нагрева по ходу монтажа и в технологической увязке с ним.

Индукцонный нагрев эффективно применяют при отделке стыков, конструкция которых позволяет намотать или установить инвентарную катушку-индикатор, например стыки колонн (рис.8.48), колонн с ригелями.

Бетон прогревают от понизительных трансформаторов при напряжении 49…107 В, при хорошей изоляции – при напряжении 220 В. Этим же методом отогревают арматуру, закладные части и через них бетон без помощи другого оборудования. Особенно эффективен индукционный нагрев при зачеканке узких зазоров, сильно насыщенных металлом.

   Кондуктивный нагрев, основан на применении греющей опалубки. Такую опалубку применяют для предварительного отогрева стыкуемых поверхностей и прогрева уложенного бетона.

Греющая опалубка может иметь различную форму и конструкцию. Инвентарная металлическая опалубка с греющими электрическими кассетами (рис.. 8.4 состоит

из металлических листов, определяющих контур стыка конструкции, кассет и уголков для их крепления. Электрические кассеты являются автономными электронагревателями, в которых используются нихромовые спирали, низкотемпературные ТЭНы,

греющие провода и др. Кассеты устанавливают на поверхность опалубки стыка, вдвигая между нижним и верхним уголками. Электрическе кассеты подсоединяют параллельно к питающей сети напряжением 65 В. Температуру контролируют термометром, который вставляют в предусмотренное в опалубке и кассете отверстие.

Комбинированный способ предусматривает добавление в бетонную смесь нитрита натрия (не выше 10% массы цемента) для понижения температуры замерзания. После заполнения стыка бетон подвергают тепловой обработке одним из рассмотренных выше способов.

Комбинированный способ позволяет отказаться от отогрева стыкуемых элементов перед

бетонированием, начинать прогрев в любое время, удобное для выполнения монтажных работ (но при условии, что температура будет не ниже —150С), применять для приготовления бетонной смеси неподогретые заполнители. Бетонная смесь с добавкой

 нитрита натрия сохраняет электропроводность температурах, что позволяет применять электропрогрев.

Наличие отрицательных температур наружного воздуха накладывает определенные ограничения и на процесс герметизации стыков. Так, герметизация стыков мастиками допускается при температурах не ниже —200С. Полиизобугиленовую мастику лучшей адгезии с бетоном следует предварительно подогревать 110... 120°С. В остальном процесс герметизации стыков в зимних условиях протекает так же, как и в летних.
Зимний период времени 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 лети время. Основной специфической особенностью устройства стыков является наложение ограничений на ведение сварочных работ — сварку нельзя производить при температуре ниже — 30 °С.

В условиях жаркого климата монтаж строительных конструкций значительно усложняется по сравнению с обычными условиями Высокая температура наружного воздуха в середине дня заставляет прерывать рабочую смену на несколько часов, чтобы сох производительность труда исполнителей. Кроме того, монтажника, предоставляется право на дополнительные перерывы в течение полусмен.
В технологии ряда работ появляются дополнительные операции и даже мокрые процессы по окончательному закреплению конструкций.
Значительно увеличивается трудоемкость ухода за бетоном. раствором, которые необходимо предохранить от пересыхания.

 

Контроль качества

 

Качество выполнения отдельных монтажных операций характеризует надежность строительных конструкций и узлов, их устойчивость и несущую способность.
Одним из важных условий собираемости конструкций является соответствие геометрических размеров монтируемых элементов, Поэтому при выполнении монтажных работ следует произвести расчет полей допусков, обеспечивающих заданную точность монтажа конструкций. Точность установки элементов влияет на несущую способность, эксплуатационные свойства, а также на производительность труда монтажников и общие затраты кранового времени.
Суммарный допуск определяют вероятностным методом расчета, при условии полной собираемости элементов:

 

∑∆=√∑ⁿA2i∆2i,

где Аi — передаточное отношение, характеризующее пропорциональность изменения замыкающего звена при отклонении размера составляющего звена цепи; ∆i —технологический допуск; n - число технологических допусков, влияющих на точность замыкающего звена.
При монтаже колонн погрешности установки зависят от точности разбивки установочных рисок ∆р и вершине совмещения их с положением разбивочной оси в основании ∆о и вершине ∆к может быть оценена отношением

∆к=√2(∆р)2+(∆о)+(∆в)2

При производстве работ должны быть сопоставлены допустимое ∆к и фактическое ∆р отклонения. При это фактические отклонения монтируемых элементов определяют геодезическими средствами контроля. Расчётное поле допусков и фактические параметры отклонений регистрируют в журнале производстве монтажных работ.

Вертикальность одиночных высоких колонн проверяют после их установки двух теодолитов, которые располагают под прямым углом по цифровой и буквенной осям зданий. Теодолиты располагают на расстоянии от колонны чтобы угол от наклона трубы не повышал 30°. Вертикальность невысоких колонн выверяют с помощью одного теодолита.

После проверки вертикальность ряда колонн невелируют верхние плоскости консоли и торцов, которые являются опорами для ригелей, ферм и балок в зависимости от их отметок для каждой колонны назначают толщину подкладки. При монтаже крупнопанельных зданий более пяти этажей при разметке осей и ориентирных рисок вычисляют расстояние, на котором должен находиться элемент от риски. В процессе установки и после закрепления конструкции вычисляют отклонение проектного положения и учитывая это значение при установке вышележащих элементов.

Вертикальность установленных панелей проверяют рейкой с встроенным уровнем, а отклонение от осей – шаблоном. По мере возведения здания составляют исполнительную схему соосности несущих панелей и внутренних стен. При монтаже следующего этажа вносят необходимые изменения в положение конструкций. Степень точности установки зависит от средств выверки.

Первый класс точности обеспечивается при установке верха элемента путём его доводки с помощью регулируемых монтажных приспособлений (подкосов, конструкторов и т.п.). Контроль за точностью совмещения ориентиров осуществляется с помощью оптических отвесов, нивелиров и теодолитов. Второй и третий классы точности достигают ограниченно свободным методом монтажа, основанным на применении монтажного оснащения, содержащего ограничивающие устройства, которые позволяют устанавливать элементы в проектное положение без последуют геодезической выверки. Геодезически выверяют только базовые элементы. Более низкий —четвертый класс точности обеспечивается при выверке конструкций с помощью регулируемых монтажных. связей и контроле за точностью приведения верха элемента помощью отвеса или рейки-отвеса, а также теодолитов. По пятому и шестому классам точности к установке верха элементов не предъявляются высокие требования, сборка таких элементов производится свободным методом без монтажного оснащения, а контроль качества — отвесом.
При устройстве монолитных стыков осуществляют визуальный и инструментальный контроль качества. При визуальном осмотре монолитных стыков устанавливают: вид, цвет, монолитность, наличие посторонних включений, поверхностную рыхлость, пористость структуры, присутствие раковин.
Наличие подобных изъянов и их количество могут вызван подозрение о снижении прочности бетона и потребовать боле детальных проверок, которые производят инструментальными методами.
Одновременно с визуальным освидетельствованием конструкций измеряют и геометрические размеры, величину опираний смещений, положение закладных деталей, фактическое положение и диаметр арматуры, толщину защитного слоя бетона, наличие коррозии металла.
Измерительный контроль качества бётона заделки, расположения монтажной арматуры, величины защитного слоя и т. д. производят методами, изложенными в гл. 7.
Контроль качества сварных швов и соединений производя визуально и инструментально. для визуального контроля используют молоток для простукивания сварных швов и вскрытия шлаковых включений, штангенциркуль, измерительную линейку, шаблон для измерения сварных швов, зубило для высечки сварных швов и др.
С помощью перечисленных инструментов устанавливают наличие подрезов, прожогов, раковин, наплывов, несоответствие размеров швов, пористость и другие дефекты. для более точной оценки несущей способности шва производят вырезку образцов и дальнейшее испытание в лабораторных условиях. При несоответствии прочности шва проектным значениям производят усиление приваркой дополнительных стержней или других элементов.
При монтаже ответственных сооружений контроль качества сварных швов производят радиометрическими методами.

Принцип работы приборов основан на «просвечивании» стыка ﻻ-лучами и получении изображении на фотоплёнке а также электромагнитными волнами с записью на магнитную плёнку и последующей расшифровке. Указанные методы и приборы позволяют провести комплексную оценку качества сварных стыков установлением дефектов и их масштабов без разрушения образцов.

Особое место контролю качества отводят при ведении работ при отрицательных температурах. Это относится прежде всего к    омоноличиванию стуков. Технология подготовки стыка, кладки смеси и тепловой обработки выполняются в соответствии с проектом произодства работ. Режимы тепловой обработки должны сообветствовать расчётным. Для этой цели производят контроль температурных полей стыка в период разогрева бетонных смесей и изотермического прогрева. Средствами контроля служат термодатчики, устанавливаемые в палубе опалубки, и система термометров. Для регулирования интенсивности тепловой обработки используют наряду с визуальными автоматизированные системы управления процессами. Режим тепловой обработки, как и условия выполнения стыков, заносятся в специальный журнал работ.