Встроенные системы при реконструкции зданий

Использование встроенных строительных систем является одним из методов, обеспечивающих повышение надежности, долговечности и капитальности здания. Встроенная система мо­жет быть реализована в сборном, монолитном и сборно-монолитных вариантах. Главной отличительной особенностью встроенной системы является то, что она имеет самостоятельные фундаменты, поэтому сама воспринимает все технологические и эксплуатационные нагрузки, частично или полностью осво­бождая от них стеновые ограждающие конструкции. Это позво­ляет осуществить надстройку здания независимо от несущей способности старых фундаментов и стенового ограждения, зна­чительно сократить объемы работ по укреплению основания, усилению существующих фундаментов и стен.

Использование встроенных систем позволяет создать более рациональную планировку помещений, обеспечить в них со­временный комфорт, применить прогрессивные материалы и конструкции, осуществить реконструкцию с использованием современных технологий строительства с оснащением и необхо­димыми средствами механизации. Важным является проектиро­вание для реконструируемого здания в стесненных условиях го­родской застройки не только современных конструкций, но и рациональной технологии производства работ.

Условия строительной площадки в ряде случаев диктуют технологию производства работ. Невозможность использования башенных кранов требуемой грузоподъемности приводит к ва­рианту монолитных встроенных систем с бескрановой подачей материалов и полуфабрикатов в зону ведения работ. Специфи­ка строительной площадки может привести к использованию приставных башенных, самоходных, стационарных и самоподъемных кранов.

Отсутствие монтажного крана, транспортирование и уклад­ка бетонной смеси бетононасосами приводят к увеличению площади захваток, возрастанию потребности в опалубке, а это в свою очередь приводит к появлению длительных технологи­ческих перерывов, которые влияют на ритм и последователь­ность работ. В связи с этим снижается уровень механизации, увеличивается себестоимость и трудоемкость работ.
Часто определяющим фактором является сравнение мно­гих вариантов конструктивного решения и технологии осуще­ствления проекта и итог в виде показателей рентабельности и прибыльности. Принимают наиболее рациональный конструк­тивно-технологический вариант при обязательном учете сле­дующих показателей: трудоемкости, продолжительности, себе­стоимости строительства, возможной прибыли от реализации проектного решения и др.

Встроенные системы из сборных железобетонных конструкций.В наибольшей степени для реализации метода встроенного монтажа подходят здания, имеющие в плане прямоугольную или близкую к ней форму. Обследование здания позволяет оценить его конструкции и определиться с использованием конст­руктивных схем с полным и неполным встроенными каркасами. Полный встроенный каркас позволяет снять нагрузку с ограж­дающих стен, что создает предпосылки для выполнения работ по реконструкции не только с полной перепланировкой, но и с надстройкой нескольких этажей. При использовании неполного каркаса, когда нагрузка от него частично передается на наружные стены, возможность надстройки ограничивается несущей способностью фундаментов и наружных стен.

Использование полного каркаса из колонн, ригелей и плит перекрытий является более технологичным по сравнению с су­ществующими методами замены только перекрытий, так как значительно снижаются объемы работ по устройству гнезд опирания, практически не ослабляется несущая способность суще­ствующих стен. Имеется возможность использования плит пе­рекрытия разной требуемой длины, чем обеспечивается более гибкая планировка помещений.

Полный каркас используют в случаях высокой степени из­носа наружных стен и потери ими несущей способности и в случае надстройки здания несколькими этажами. Шаг распо­ложения колонн при этом согласуют с шагом оконных прое­мов и принимают кратным им. Исключение из работы наруж­ных стен переводит их в разряд самонесущих, отпадает комплекс работ по их усилению. Усиления стен, увязки их со­вместной работы с каркасом и даже передачи части нагрузки со стен на каркас можно добиться путем устройства стяжек в уровне перекрытий, пропуская их через специально оставлен­ные отверстия в колоннах.

В зависимости от физического состояния фундаментов и наружных стен, степени их износа и соответствия их новым нагрузкам, в том числе с учетом надстройки, принимают ре­шение об их усилении, усилении основания под фундамента­ми или об устройстве новых фундаментов под каркас здания.
Для каждого реконструируемого здания требуется своя но­менклатура сборных изделий, часто отличная от выпускаемых промышленностью. Увязать выпускаемое с требуемым для кон­кретных объектов вполне реально при использовании гибких технологий. Для изготовления колонн и ригелей могут исполь­зоваться переналаживаемые формы, обеспечивающие в широ­ком диапазоне получение заданных типоразмеров конструкций.

Технология встроенного монтажа предусматривает полный демонтаж перекрытий, перегородок и других элементов, оставляя только наружные несущие стены и, что реже, стены лестничных клеток. За захватку целесообразно принимать отдельную секцию здания. При поточном методе возведения встроенного неполного каркаса (наружные продольные стены несут нагрузку от каркаса) целесообразно иметь четыре само­стоятельных потока:

• устройство фундаментов под средний продольный ряд ко­лонн;
• подготовка опор под ригели в наружных кирпичных сте­нах;
• монтаж колонн, ригелей, стенок жесткости и плит пере­крытий;
• монтаж санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков, лестничных маршей и площадок, стен лифтовых шахт.

При применении полного каркаса с надстройкой здания можно принять те же четыре монтажных потока для организа­ции работ. Но значительное увеличение нагрузки от надстраи­ваемых этажей требует устройства монолитной фундаментной плиты под всем зданием с подколонниками под тремя рядами колонн или монтажа фундаментов стаканного типа под все колонны.

В зависимости от принимаемой последовательности на объекте может быть принят раздельный, комплексный или смешанный метод выполнения работ. Но реализацию всего комплекса работ по разборке старых конструкций и возведе­нию новых необходимо осуществлять только по вертикальной поярусной схеме, которая позволяет на одной захватке (разме­ром на секцию здания) осуществлять разборку конструкций, на другой захватке бетонировать фундаментную плиту, на тре­тьей — вести монтаж каркаса. Своевременная установка тяжей для раскрепления свободно стоящих наружных стен и приня­тая вертикальная последовательность работ позволят более ра­ционально организовать производство работ.

Сборно-монолитные встроенные системы.Для реконструируе­мых зданий прямоугольной формы с ослабленными наружными несущими стенами может быть применена встроенная система, включающая в себя монолитные внутренние продольные и по­перечные несущие стены и сборные перекрытия из предварите­льно напряженного многопустотного настила. Длинномерные настилы перекрытий позволяют снизить удельный расход мате­риалов и создать свободные планировочные объемы значитель­ных размеров.
Данное конструктивное решение позволяет монтировать сборные перекрытия без значительных технологических пере­рывов, временно частично передавая нагрузку от них на суще­ствующие наружные стены.

Система дополнительно предусматривает сборные элементы лестничных клеток, лифтов, санитарно-технических кабин, других встроенных элементов и монолитные пристеночные диафрагмы торцевых элементов зданий. Данное конструктив­ное решение позволяет варьировать расположение внутренних поперечных стен, а применение большепролетных настилов — осуществлять конструктивное решение, при котором площадь перекрытия приближена к площади квартиры, что упрощает на любом этапе ее эксплуатации перепланировку помещений. В любом случае внутренние продольные и поперечные стены следует выполнять соосно по всей высоте, начиная с подваль­ной части здания.

Монолитные встроенные системы.Монолитные встроенные системы более гибки по сравнению со сборными и могут быть рекомендованы для зданий криволинейной и сложной формы с различной высотой этажа. При современном заводском из­готовлении монолитных систем, адаптированных к различным технологическим условиям, механизации процессов транспор­тирования, укладки и уплотнения бетонной смеси, они по темпам производства работ с использованием этих систем приближаются к темпам сборного строительства. Интенсифи­кация твердения бетона, использование химических добавок, регулирующих технологические свойства применяемых смесей, сокращают сроки работ, технологические перерывы, повышают капитальность и долговечность зданий.

Если в реконструируемом без надстройки здании сохраня­ется старая расчетная схема, то встроенный монолитный кар­кас будет представлять собой двух- и трехпролетную систему с промежуточными опорами в виде колонн или стеновых элементов с опиранием возводимых монолитных перекрытий на существующие наружные стены. При надстройке зданий не­сколькими этажами необходимо устраивать самостоятельные фундаменты под всю встраиваемую систему, в этом случае на­ружные стены практически превращаются в самонесущие и ограждающие.

При необходимости устройства самостоятельных фундамен­тов наиболее рациональным решением является монолитная плита или перекрещивающиеся ленты фундаментов. Анализ показывает, что при износе существующих фундаментов при­мерно на 50% затраты на их усиление и дополнительное укрепление основания сопоставимы с устройством монолит­ной плиты, а необходимые трудозатраты будут значительно выше из-за стесненных условий работ, ограничения или не­возможности применения механизации.
Встроенный каркас реконструируемого и надстраиваемого здания может иметь одно из ранее рассмотренных решений, но в монолитном исполнении. Безбалочный каркас позволит осуществить планировку помещений с гибкой разбивкой. При неполном каркасе частично нагрузка передается на наружные кирпичные стены, в которых на уровне перекрытия устраива­ют штрабы; общая жесткость каркаса усиливается анкерами, установленными в кирпичные стены.

Для безбалочных и каркасных систем, если существующие наружные стены не учитываются в работе сооружения, конст­руктивная схема дополняется колоннами, примыкающими к наружным стенам, или монолитными стенами под возводимую встроенную систему. Оставляемые кирпичные стены, как са­монесущие, исключаются из общей работы, что позволяет значительно снизить объем работ по усилению этих стен и фундаментов под них. При необходимости допустима передача части нагрузки от стенового ограждения на элементы встраи­ваемого каркаса.

Основные преимущества монолитного варианта:

• снижение расхода материалов за счет более полного испо­льзования неразрезных систем;
• отсутствие стыковых соединений;
• высокая гибкость объемно-планировочных решений зда­ний;
• механизация работ без применения самоходных и башен­ных кранов;
• объемно-планировочное решение здания не является ос­новным при принятии решения о его реконструкции.

В связи с широким внедрением в практику строительства современных опалубочных систем появилась возможность зна­чительно сократить трудозатраты на все процессы комплекс­ного бетонирования. В 2...3 раза снижаются трудозатраты на установку опалубочных систем вручную, их крановую установ­ку, демонтаж и перестановку на новое место. Палуба из лами­нированной фанеры позволяет иметь многократную оборачиваемость, рама щитов опалубки из элементов коробчатого сечения из стали и легких сплавов увеличивает их жесткость, прочность, способность воспринимать значительные нагрузки. Использование различных замковых соединений дает возможность с минимальными затратами обеспечить прочное и плот­ное сопряжение щитов, а системы подкосов — быстрое приве­дение опалубочной панели в проектное положение.

Высокой технологичностью обладают опалубки перекрытий. Использование телескопических стоек обеспечивает установку опалубки при любой высоте этажа. Учитывая специфику и сложность демонтажа опалубочных щитов, более рациональным является использование мелкощитовой облегченной опалубки. Трудоемкость бетонных работ определяется технологично­стью установки опалубочных систем, их массой, удобством устройства замковых соединений и другими технологическими характеристиками. Трудозатраты при использовании различных опалубочных систем колеблются в пределах 0,2...0,5 чел.-ч/м2. Применение несъемной опалубки может существенно умень­шить общие трудозатраты за счет исключения цикла демонта­жа опалубки, ее ремонта, смазки, подготовки к новому циклу использования.