Способы установки монтажных элементов в проектное положение

В практике строительства утвердились следующие способы уста­новки конструкций: наращивание, подращивание, поворот, надвижка и вертикальный подъем (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Основные методы монтажа зданий и сооружений: а - наращивание (1..3 – последова-тельность монтажа); б – подра-щивание (1...3 – последовательность подъема); в - метод падающей стре-лы; 1...1II - этапы поворота конст-рукции; 1 – шарнирное опирание; 2 – растяжка; 3 - «падающая стрела»; 4 - блок; 5 - лебедка; г - надвижка; I - мон­тажный кран; 2 – надвигаемый конструктивный элемент; 3 - элемент в проектном положении;4 - блок полиспаста; 5 – лебедка; д – вертикальный подъем гидравличес-кими подъемниками; 1 – гидравли-ческий подъемник; 2 – поднимаемая конструкция; 3 – подведение поддер-живающих конструций; е – мон-таж спаренными кранами; 1 – монтажный кран; 2 – постоянная опора; 3 – подъем и поворот конструкции на опоры

Способ наращиванияшироко распространен при монтаже всех ти­пов зданий. Установку элементов можно осуществлять по всем трем методам монтажа - дифференцированному, комплексному и смешан­ному. Монтаж конструкции осуществляют сверху на ранее установ­ленные конструкции, и он включает в себя строповку, подъем в про­ектное положение, установку конструкции на опоры, временное креп­ление и выверку положения, расстроповку и закрепление конструкции в проектном положении. Способ заключается в последовательном наращивании элементов здания по горизонтали по всей длине (по всей площади этажа), с про­должением работ в той же последовательности и на последующих эта­жах. В качестве монтажных элементов могут быть отдельные конст­рукции, укрупненные линейные элементы, плоские и пространствен­ные блоки. Способ позволяет организовать возведение здания любыми современными методами, при любой организации работ, применить самую разнообразную комплексную механизацию всех работ, обеспе­чить максимальное совмещение технологических процессов с целью сокращения общей продолжительности производства работ.

Данный способ установки конструкций позволяет широко приме­нять блоки и элементы полной заводской готовности (сантехкабины, объемные блок-комнаты), комплектно-блочный монтаж из укрупнен­ных в пространственные блоки строительных конструкций с перенесе­нием части, а иногда и большего объема последующи» достроечных или общестроительных и отделочных работ в заводские условия.

Способ подращиваниязаключается в последовательном возведе­нии сооружения, начиная с верхнего этажа и заканчивая первым. Сна­чала на смонтированных конструкциях подземной части здания соби­рают и поднимают самые верхние конструкции, затем к ним подращи­вают элементы и конструкции, расположенные ниже. Достоинством этого способа является выполнение основных сборочных и сварочных операций на уровне земли. Способ достаточно широко применяется, в частности при возведении зданий методами подъема перекрытий и этажей.

В жилищном и промышленном строительстве подращивание осуще­ствляют по направляющим колоннам, ядрам жесткости с использовани­ем домкратов и средств подтягивания конструкций. При методе подъе­ма перекрытий первоначально бетонируют все перекрытия, включая па­нель покрытия. С помощью домкратов поднимают на определенную вы­соту верхнее покрытие, обычно с готовой кровлей. Далее последова­тельно, в соответствии с установленной технологией, осуществляют подъем одного перекрытия или пакета плит на промежуточную высоту, наращивание колонн, снова подъем плит как с промежуточных отметок, так и с уровня земли. Когда все панели перекрытия оказываются на сво­их проектных отметках, начинается обустройство их остальными конст­руктивными элементами, включая навеску стеновых панелей. Возведе­ние этажей при этом методе производят сверху вниз.

При методе подъема этажей также первоначально бетонируют все перекрытия и верхнее покрытие, которое поднимают на промежуточ­ную высоту, на верхнем перекрытии возводят сборные конструкции верхнего этажа, весь этаж поднимают до уровня покрытия и соединя ют с ним. Далее на верхнем забетонированном перекрытии монтируют следующий этаж, поднимают до верхнего и вместе их поднимают до проектных отметок. Далее собирают следующий этаж и поднимают до проектных отметок. Все последующие конструкции собирают и подни­мают в проектное положение подобным образом.

Способ поворотаприменяют для конструкций или сооружений, собираемых в горизонтальном положении, обычно на уровне земли. Подъем конструкций в проектное положение осуществляют путем по­ворота вокруг неподвижного шарнира с помощью порталов, шевров, мачт с полиспастами, лебедками, с применением самоходных кранов. Задача всех этих монтажных приспособлений и средств состоит в обеспечении плавного подъема и поворота монтируемой конструк­ции с горизонтального в вертикальное положение. Для обеспечения устойчивости конструкции при подъеме, особенно в завершающий мо­мент установки в вертикальное положение, используют тормозные ле­бедки и другие устройства, воспринимающие инерционные силы от движения поднимаемой системы, воспринимающие боковые ветровые усилия и другие нагрузки, возникающие при подъеме.

Способом поворота монтируют радиомачты высотой до 120 м, опоры линий электропередач. Наиболее часто применяют две разно­видности способа:

-способ поворота с использованием самоходного крана для подъема верха конструкции на промежуточную высоту с по­следующим подъемом конструкции с помощью лебедки;

- спо­соб «падающей стрелы» - на конструкцию в шарнире устанавливают вертикально и жестко закрепляют высокую жесткую стойку, верх ко­торой соединяют с верхом поднимаемой конструкции, таким образом, создается жесткая треугольная система. Эту систему поворачивают во­круг опорного шарнира с помощью лебедки, трос от которой закреп­лен наверху стойки (стрелы), проходит через неподвижный, заанкеренный в земле блок.

Способ надвижкиоснован на сборке отдельных конструкций в крупный пространственный блок (в бетонировании крупноразмерной пространственной конструкции) в стороне от своих постоянных опор. В проектное положение готовую пространственную конструкцию над­вигают по специальным накаточным путям. При этом конструкция либо скользит (способ скольжения), либо катится на роликах (способ качения). Способ применяют при монтаже конструкций промышлен­ных зданий, при надвижке конструкций в стесненных условиях пло­щадки или при недостаточной грузоподъемности монтажных кранов.

Способ вертикального подъема характеризуется тем, что на земле полностью монтируют пространственную конструкцию, поднимают с помощью подъемников (обычно гидравлических) несколько выше проектной отметки, под нее подводят поддерживающие конструкции, чаще всего колонны, на которые и опускают монтажный элемент. В отдельных случаях пространственный, подготовленный для монтажа блок, поднимают и устанавливают на опоры с помощью двух синхрон­но работающих монтажных кранов.

Способы установки элементов являются неотъемлемой частью про­екта производства работ. Оптимизация методов монтажа производится путем технико-экономического анализа с учетом определяющих фак­торов: конструктивных особенностей здания, массы элементов, релье­фа площадки и требуемых площадей, наличия монтажного оборудова­ния, нормативных сроков строительства.

13.Выверка элементов

Выверка обеспечивает точное соответствие монтируемых конструк­ций проектному положению. В зависимости от вида монтируемых кон­струкций, их оснастки, стыков и условий обеспечения устойчивости, выверку производят визуально или инструментально в процессе уста­новки, когда конструкция удерживается монтажным механизмом или после установки при ее закреплении.

Визуальную выверку производят при достаточной точности опор­ных поверхностей и стыков конструкций. При этом могут использо­ваться стальные рулетки, калибры, шаблоны и т.п.

Инструментальную выверку выполняют при сложности обеспече­ния точности установки монтажных элементов и конструкций провер­кой только опорных поверхностей, торцовых оснований или стыков смонтированных конструкций. Ее производят при установке специаль­ных монтажных приспособлений (кондукторов, рамно-шарнирных ин­дикаторов и т. п.). Инструментальная выверка является наиболее рас­пространенным видом проверки положения смонтированных конструк­ций в плане, высотном и вертикальном положениях. В процессе такой выверки применяют теодолиты, нивелиры, лазерные приборы и уст­ройства.

Безвыверочная установка получила наибольшее распространение при монтаже сборных металлических конструкций (в отдельных случа­ях и железобетонных конструкций). Основным ее условием является применение конструкций с повышенным классом точности геометри­ческих размеров в монтажных стыках. Это позволяет при монтаже ус­танавливать, например, стальные колонны, опоры и другие элементы каркаса с фрезерованными опорными торцами в проектное положение, исключая выверку по высоте и вертикали.

Автоматическая выверка предусматривает установку конструк­ций с параллельной выверкой при помощи автоматических устройств.

При выверке элементов:

■ вертикальность установки элементов проверяют по отвесу или при помощи теодолита;

■ горизонтальность установки проверяют уровнем или нивелиром;

■ перед установкой колонн в стаканы фундаментов контролируют их фактические размеры, по этим размерам подготавливают фун­даменты - осуществляют углубление гнезда стакана фундамента или проводят подливку бетонной смеси в стакан, чаще уклады­вают армоцементные прокладки толщиной 1 и 2 см.

В период выверки конструкция должна быть устойчивой под дей­ствием собственной массы, монтажных и ветровых нагрузок благодаря правильной последовательности монтажа, соблюдению проектных размеров опорных площадок и сопряжений, своевременной установке предусмотренных в проекте постоянных или временных связей или креплений, а также обеспечению мероприятий по безопасному ведению строительных процессов.

Возможные предельные отклонения от проектного положения эле­ментов и конструкций при монтаже должны быть установлены в про­екте производства работ в зависимости от конструктивных решений, применяемых приспособлений и оснастки, порядка сварки и других условий в пределах, предусмотренных СНиПом. Результаты проверки оформляют актами промежуточной приемки смонтированных ответст­венных конструкций и актами освидетельствования скрытых pa6oт с приложением исполнительной схемы геодезического контроля.

14. Постоянное закрепление конструкций

Долговечность полносборных зданий в значительной степени зави­сит от качества закладных деталей и сварных соединений между ними Стальные закладные детали и сварные швы под действием проникаю­щей через щели и поры агрессивной среды подвергаются коррозии, что ведет к ослаблению и разрушению стального соединения между конструкциями. Постоянным закреплением конструкций в большей степени предотвращают негативное влияние окружающей среды.

Одной из основных задач при возведении зданий является надеж­ное соединение отдельных конструкций между собой, так как качество такого соединения в определенной степени предопределяет качество и надежность смонтированного сооружения. Соединения элементом имеют три разновидности: швы, стыки и узлы.

Швы — наиболее часто встречаемое соединение элементов; это все горизонтальные и вертикальные плоскости, полости между рядом рас­положенными элементами. Полость между рядом лежащими панелями перекрытий, панелью перекрытия и стенкой ригеля, на котором oна лежит, плоскость соединения панели перекрытия и установленной и на ней стеновой панели — это швы соединяемых конструкций.

Стык - более ответственное сочленение двух элементов каркаса, это место соединения, а в большей степени зона передачи нагрузки одного элемента каркаса другому. Стыком является место соединении двух колонн между собой по вертикали, место опирания и передачи нагрузки от подкрановой балки на консоль колонны, аналогичны стык фермы и колонны.

Металлические конструкции закрепляют болтами и часто дополнительно сваркой.

Железобетонные колонны одноэтажных промышленных зданий и колонны первого этажа многоэтажных зданий, заделываемые в ста­каны фундаментов, закрепляют заливкой в стаканы бетонной смеси, при этом зазоры между колонной и стенками стакана не должны быть менее 3 см для свободного прохождения бетонной смеси. Время набо­ра 70%-ной марочной прочности при глиноземистых цементах - 3 сут, при обычных портландцементах - 7 сут.

Остальные железобетонные элементы крепят путем сварки заклад­ных деталей. Стыки между такими элементами каркаса, как плиты и ригели, ригели и колонны и т.д. имеют различные конструкции. В соответствии с этим в проектах указывают способы заделки: обетонирование сварных узлов, зачеканивание, заделка швов раствором.

До начала сварочных работ проверяют правильность установки конструкций. Выпуски арматуры, закладные детали, подкладки и накладки следует тщательно очистить от наплывов бетона, битума, краски, ржавчины и другого загрязнения металлической щеткой, молотком, растворителями, пламенем резака непосредственно перед наложением швов.

Выполняя сварочные работы при неблагоприятных атмосферных условиях, нужно использовать приспособления (шатры, экраны), пре­дохраняющие рабочее место сварщика от попадания осадков и воздей­ствия резких порывов ветра. Сварочные работы можно производить при температуре до -30°С. При отрицательной температуре сварку вы­полняют по обычной технологии, но при повышенной силе тока.

Антикоррозийную защиту закладных деталей осуществляют при изготовлении конструкций в заводских условиях. Для восстановления покрытия после сварки в условиях строительной площадки применяют металлизацию - нанесение цинкополимерного покрытия с устройством защитной обмазки. Толщина металлических покрытий и металлизационного слоя должна быть: для цинковых - не менее 120... 180 мкм, для алюминиевых - не менее 150...250 мкм. Толщина цинковых покрытий, получаемых горячим цинкованием, должна составлять 50...60 мкм.

Заделка стыков состоит из следующих операций: конопатки, гидроизоляции, утепления, замоноличивания, герметизации, отделки поверхности. Заливка швов плит перекрытий и покрытий, заделка стыков и заливка швов стеновых панелей способствуют повышению жестко­сти каркаса, повышению его теплотехнических и изоляционных характеристик

Работы по заделке стыков ведут в процессе монтажа и выполняют перекрытия. Если конструкцией предусмотрена обработка стыка сна­ружи, эту операцию выполняют по ходу монтажа на первом этаже со стремянки, на последующих - с навесных люлек. Люльку навешивают на перекрытие и крепят к частям здания, чаще всего к монтажным петлям плит перекрытия. Вдоль здания люльку переставляют при по­мощи монтажного крана.

15. Технологическое обеспечение точности монтажа конструкций

В сборном строительстве обеспечение качества неразрывно связано с точностью сборки конструкций. Качество конструкции будет гаран­тировано при соблюдении погрешностей процессов изготовления эле­ментов и их монтажа, которые указаны в нормах. Нормированные слу­чайные погрешности носят название допусков. Систематические по­грешности регламентируются допустимыми от номинала отклонения­ми. Допуски геометрических размеров в строительстве разделяют на функциональные и технологические.

Функциональными допусками регламентируют точность геометри­ческих параметров в сопряжениях конструкций и точность взаимного положения конструкций. Функциональные допуски назначают исходя из прочностных, изоляционных или эстетических требований к конст­рукциям.

Технологическими допусками устанавливают точность технологи­ческих процессов и операций по изготовлению и установке элементов, а также выполнению необходимых разбивочных операций.

Цель назначения допусков состоит в обеспечении точности сборки конструкций, под которой подразумевают свойство независимо изго­товленных элементов гарантировать возможность сборки из них конст­рукций зданий и сооружений с точностью их геометрических парамет­ров, соответствующей предъявляемым к конструкциям эксплуатацион­ным требованиям. Количественной характеристикой является уровень собираемости, который оценивает монтажные процессы, выполняемые без дополнительных операций по подбору, подгонке и регулированию параметров элементов.

Собираемость конструкций зависит от точности как изготовления элементов, так и геодезических разбивочных работ и установки эле­ментов. На эти же процессы назначаются технологические допуски.

К технологическим допускам изготовления, относятся допуски ли­нейных размеров элементов, формы и взаимного положения поверхно­стей. Допуски линейных размеров регламентируют точность их изго­товления по длине, ширине, высоте, толщине, а также точность нано­симых на элементы ориентиров. Точность формы поверхностей харак­теризуют допусками прямолинейности и допусками плоскостности, а допуски взаимного положения поверхностей - допусками перпенди­кулярности.

Точность разбивочных процессов характеризуется допусками раз­бивки осей (точек) в плане, передачи осей по вертикали, а также до­пусками разбивки и передачи высотных отметок.

Точность установки элементов сборных конструкций контролиру­ется допусками совмещения ориентиров (точек, линий и поверхностей) и допусками симметричности установки элементов.

Точность установки элементов здания при свободном методе мон­тажа зависит от применяемых технологических приемов выполнения процессов, монтажных приспособлений и инструментов, а также мето­дов и средств контроля точности. Установлены шесть классов контро­ля точности монтажа.

Первый класс точности обеспечивается при установке верха эле­мента в проектное положение путем доводки в несколько приемов с помощью регулируемых монтажных приспособлений (подкосов, тор­цевых стоек, кондукторов, домкратов и т.п.). При этом точность со­вмещения установочных рисок контролируется при помощи теодолита.

Второй и третий классы точности достигаются при контроле точ­ности установки элементов с помощью отвеса, рейки-отвеса, рей­ки-уровня и других простых измерительных средств и доводке их с помощью регулируемых монтажных приспособлений или монтажно­го ломика.

Четвертый и пятый классы точности обеспечиваются при исполь­зовании для выверки элемента монтажного крана. При этом контроль производится с помощью отвеса. Для шестого класса характерна уста­новка элемента в один прием без доводки при визуальном контроле качества.

Различают два метода установки сборных конструкций: свободный и ограниченно свободный. При свободном методе монтажа ориентиро­вание и установка конструкций достигаются совместными действиями монтажников и движения крана. Положение конструкции корректиру­ют с помощью подкосов, струбцин, расчалок, одиночных кондукторов, связывающих устанавливаемый элемент с ранее смонтированными. Точность установки в этом случае зависит от квалификации монтаж­ников.

При ограниченно-свободном методе перемещение конструкции ли­митировано одним или несколькими направлениями. Для такого огра­ничения используют упоры, фиксаторы, групповые кондукторы. Этот метод значительно упрощает работу монтажников, способствует повы­шению точности монтажа и снижению затрат времени крана и рабочих на установку сборного элемента. Недостаток метода - большой расход металла на приспособления, трудоемкость их установки и демонтажа.

При строительстве крупнопанельных зданий отклонения от проект­ного положения в плане допускаются для стен в пределах 5 мм, по вы­соте верхние опорные поверхности должны выравниваться с погреш­ностями менее 10 мм, а лицевые поверхности 5 мм. Смещение осей панелей и перегородок в нижнем сечении относительно разбивочных осей не должно превышать 3 мм. Вертикальные оси панелей внутрен­них несущих стен, располагаемых друг над другом, должны совпадать; несовпадение осей этих панелей допускается не более 10 мм. Смеще­ние в плане плит перекрытий и покрытий относительно их проектного положения на опорных поверхностях не должно превышать ± 20 мм.

16. Геодезические средства обеспечения точности монтажа конструкций

При монтаже сборных конструкций на геодезическую службу воз­лагаются задачи по обеспечению возводимого здания всеми видами разбивок, необходимых для качественного монтажа элементов конст­рукций, а также контроля за соответствием геометрических парамет­ров собранных конструкций их проектным значениям.

Основой для перенесения в натуру и закрепления проектных пара­метров здания, производства детальных разбивочных работ при монта­же элементов и исполнительных съемок сборных конструкций служит внешняя разбивочная сеть здания. До начала производства работ по монтажу конструкций подземной части здания разбивочные оси пере­носят на обноску, с нее на дно котлована передается положение осей и высотная отметка.

По окончании работ по устройству фундаментов производят кон­трольную выверку планового и высотного положения фундаментов, составляют исполнительный чертеж. При монтаже наземной части зда­ния выполняют следующие геодезические процессы:
■ создание разбивочного геодезического плана с закреплением осей на здании с возможностью переноса этих осей на этажи;

■ перенос по вертикали основных разбивочных осей на перекры­тие каждого этажа, т. е. на новый монтажный горизонт;

■ разбивка на перекрытии каждого монтируемого этажа промежу­точных и вспомогательных осей; ,

■ разметка необходимых по условиям монтажа элементов устано­вочных рисок;

■ определение монтажного горизонта на этажах;

■ составление поэтажной исполнительной схемы.
Необходимые геодезические измерения выполняют нивелирами, теодолитами, зенит-приборами, используют вспомогательный инвентарь.

Нивелир - геодезический прибор для определения относительной высоты точек, переноса отметок от геодезических знаков на строитель­ную площадку, определение поэтажного монтажного горизонта, т. е. оценка взаимного положения основных точек на плане этажа.

Теодолит - геодезический оптический прибор для измерения или закрепления в натуре горизонтальных и вертикальных углов. Широко используется для переноса на этажи здания основных разбивочных осей с уровня земли.

Зенит-прибор предназначен только для перенесения оси строго по вертикали. При возведении многоэтажных зданий и сооружений опре­деление положения базовых элементов на каждом этаже находят oi перекрестия основных осей здания. Зенит-прибор предназначен только для проецирования на новый монтажный горизонт с помощью оптиче­ского луча прохождения основных осей.

Для геодезических работ применяют лазерную технику - лазеры-теодолиты, нивелиры, приборы вертикального проецирования, дальномеры, тахеометры. Принцип применения лазерных систем дли выполнения разбивочных работ при монтаже многоэтажных зданий за­ключается в размещении на уровне цокольного этажа специального от­ражателя и целого ряда подобных отражателей по пути направляемого движения лазерного луча, а параллельно продольной оси здания - ла­зерный теодолит. Лазерный луч попадает на нижний отражатель, oт него под прямым углом переходит на верхний отражатель, затем на­правляется в приемную аппаратуру, установленную на монтируемых элементах, например колоннах. Колонны могут оснащаться специальными отражателями, которые позволят по отклонению луча контроли­ровать точность установки элементов.

Использование лазерной техники позволяет существенно упростить контроль качества монтажных работ. Точность проецирования лазерным лучом не зависит от расстояния и позволяет получать более точные результаты по сравнению с существующими геодезическими приборами.

Для обеспечения надежности и высокого качества возводимых зда­ний и сооружений большое значение имеет постоянный геодезический контроль точности установки сборных элементов в проектное положе­ние. По видам смонтированных элементов, по захваткам и этажам про­изводят исполнительную съемку - геодезическую проверку фактиче­ского положения конструкций в плане и по высоте. По данным геоде­зической съемки составляют исполнительный чертеж, по которому оценивают точность монтажа. Правильность установки конструкций проверяют с помощью геодезических инструментов и шаблонов по ра­нее нанесенным осевым и другим рискам и отметкам.

При монтаже крупнопанельных зданий для каждого этажа состав­ляют исполнительную схему отклонений от проектного положения ус­тановленных конструкций. Для проверки правильности установки кон­струкций еще при разметке осей и ориентирных рисок вычисляют, за­писывают и отмечают расстояние, на котором должен находиться кон­структивный элемент от риски. После установки и закрепления эле­мента измеряют расстояние и вычисляют отклонения от проектных размеров. Это расстояние и записывают на схеме исполнительной съемки, по ее величине судят о точности и качестве монтажа.

По мере возведения здания составляют схему исполнительной съемки соосности несущих панелей. В соответствии с этими данными при монтаже следующего этажа вносят необходимые изменения в по­ложение конструкций.

При монтаже каркасных зданий после установки колонн очередно­го яруса составляют исполнительную схему установки колонн. На схе­ме фиксируют отметки опорных поверхностей колонн каждого яруса, проставленные в центре каждой колонны. Также вычисляют смещение осей колонн от разбивочных осей здания, которое проверяют по всем четырем граням и проставляют в схеме на соответствующих гранях колонн.

Вертикальность одиночных высоких колонн проверяют после их установки с помощью двух теодолитов, расположенных под прямым углом по цифровой и буквенной осям здания. Крест нитей обоих теодолитов наводят на риски, отмеченные на стакане фундамента и нижней части колонны; затем плавно поднимают трубу до риски на верхнем торце колонны. Совпадение креста нитей с верхней риской означает, что колонна установлена вертикально. После проверки вертикальности ряда колонн нивелируют верхние плоскости их кон­солей и торцов, которые являются опорами для вышележащих эле­ментов.

Лекция 17.

Монтаж металлических конструкций. Технологические особенности.

1. Монтаж металлических конструкций одноэтажных промышленных зданий. Общие положения

Монтаж колонн