Пристройка лождий, эркеров и лифтовых шахт

Снижение морального износа домов первых массовых серий достигается путем пристройки к фасадным и торцевым поверхностям дополнительных объемов, обеспечивающих увеличение кухонь, жилых комнат и вспомогательных площадей. В сочетании с надстройкой мансардных этажей такое решение позволяет решить ряд актуальных задач, а работы выполнить без отселения жильцов.

Одним из технических решений, позволяющих восстановить и повысить эксплуатационную надежность зданий, является превращение балконов в лоджии.

Техническое обследование показывает, что большинство балконных плит в результате длительной эксплуатации и атмосферных воздействий подвержено значительному износу и потере несущей способности. Поэтому превращение балконов в лоджии с увеличением их площадей обеспечивает не только восстановление эксплуатационной надежности, но и позволяет получить дополнительные площади при одновременном улучшении архитектурной выразительности зданий.

Наиболее технологичным является конструктивное решение в виде металлического каркаса из прокатных профилей, объединенного на уровне перекрытий и оконных заполнений угловыми связями (рис. 10.37).

Рис. 10.37. Конструктивно-технологическая схема пристройки лоджий на месте размещения балконов

а - фасад; б - разрез

Технология устройства лоджий состоит из: возведения фундамента в виде коротких буроинъекционных свай с монолитным ростверком; поэтажного устройства каркаса; подготовки балконных плит, опалубливания, дополнительного армирования и бетонирования перекрытия лоджий; возведения стенового ограждения и установки оконных заполнений.

Снижение трудоемкости работ достигается путем создания сборного каркаса из отдельных элементов на один или два этажа с их болтовым соединением. Крепление каркаса к наружным стенам осуществляется путем установки анкеров и соединения закладных деталей со стойками лоджий.

Процесс устройства перекрытий осуществляется с предварительным размещением опалубки, удалением разрушенных частей балконов с обнажением арматуры, дополнительным армированием и бетонированием. Омоноличивание существующей балконной плиты и ее связь с вновь создаваемой позволят получить перекрытие, работающее как плита, опертая по двум сторонам.

Достаточно эффективной является установка каркасов лоджий высотой на этаж. В этом случае кроме основного несущего каркаса возможно размещение подвесной несъемной опалубки.

После монтажа блоков и их крепления к стеновым элементам осуществляются армирование и бетонирование плит с подачей и укладкой смеси бетононасосом начиная с нижнего этажа.

В зависимости от используемых материалов процесс устройства стенового ограждения осуществляется изнутри или снаружи пристраиваемых лоджий. В последнем варианте требуется устройство лесов и специальных подъемников для подачи материалов.

Пристройка эркеров предусматривает увеличение площади кухонь и жилых помещений. По геометрической форме эркеры могут иметь различную схему в плане, что обеспечивает разнообразие архитектурных решений. Они выполняются из кирпича, монолитного и сборного железобетона с обеспечением требований по теплотехническим характеристикам и могут пристраиваться как для жилых домов в крупнопанельном исполнении, так и с кирпичными или блочными стенами. Основными условиями создания эркеров являются обеспечение устойчивости, предотвращение осадок и совместная работа с реконструируемым зданием. Для выполнения этих требований устраиваются свайные фундаменты с ростверком. Как правило, используются буронабивные, буроинъекционные сваи в раскатанных скважинах и др. Глубина их заложения зависит от физико-механических характеристик грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента реконструируемого здания. Свайные фундаменты позволяют в меньшей степени воздействовать на существующие фундаменты и достаточно технологичны при производстве работ без отселения жильцов. Наиболее эффективной является технология устройства свай с электроимпульсным уплотнением бетонной смеси, которая обеспечивает высокую несущую способность и малую осадку при проектном нагружении (рис. 10.38).

Рис. 10.38. Технологические схемы устройства свайного фундамента под пристраиваемые объемы

а - устройство лидирующей скважины; б - подача мелкозернистой бетонной смеси и уплотнение электроимпульсами; в - возведение монолитного ростверка; 1 - шнековое бурение скважин; 2 - подача бетонной смеси и уплотнение; 3 - армирование и бетонирование ростверка

Наибольшее распространение получили пристройки из монолитного железобетона и кирпичной кладки с утеплителем и устройством защитного слоя из штукатурного покрытия (рис. 10.39).

Рис. 10.39. Конструктивные схемы устройства пристраиваемых утепленных эркеров (а), (б), (в) и технологическая схема производства работ (г)

Рис. 10.40. Варианты пристраиваемых лифтовых шахт, входных тамбуров и мусоросборников

а, б - из кирпичной кладки для домов серий 1-464, I-447; в, г - из монолитного железобетона: д, е - разрез и общий вид

Анализ производства работ показывает, что использование кирпичной кладки требует постоянного присутствия крановых средств для подачи материалов и сборных плит перекрытий. В силу малых объемов и фронта работ снижается производительность труда, возрастают сроки производства работ.

Возведение пристроек из монолитного железобетона требует использования индивидуальных типов опалубок, ручной вязки арматуры и раздельной технологии устройства перекрытий. Из-за малых объемов и стесненных условий нецелесообразны использование бетоно-насосного транспорта и доставка бетонной смеси автобетоносмесителями. Эти обстоятельства существенно снижают технологичность конструкций, повышают себестоимость работ и их продолжительность.

Развитие потоков в пространстве и времени (рис. 10.41) для выполнения подземного цикла осуществляется по горизонтальной (периметру здания), а возведение пристраиваемых объемов - по вертикальной схеме. Расчет технологических потоков осуществляется исходя из физических объемов работ, степени механизации и количества рабочих. Так, для оценки продолжительности механизированного цикла земляных работ

где Пэ - производительность экскаватора; т - коэффициент, учитывающий стесненность производства работ; V, V0 - объем земляных работ при экскавации и подготовке основания вручную; п - количество рабочих; Нвр - норма времени на единицу площади.

Рис. 10.41. Развитие потоков в пространстве и во времени

- работы по устройству свай; - ростверка; - надземной части пристраиваемых объемов

При выполнении работ по устройству свайных фундаментов продолжительность цикла определяется соотношением

где hб - глубина бурения скважины; Vбур - скорость бурения; пс - количество свай; к - коэффициент, учитывающий стесненные условия производства работ; tарм - время армирования каждой сваи; Vб - объем укладываемого бетона; Нвр - норма времени на единицу объема; п - количество рабочих, участвующих в процессе; tпб - время перебазировки на следующую стоянку.

Цикл по устройству монолитной плиты включает опалубочные, арматурные и процессы по подаче, укладке и уплотнению смеси где St - продолжительность выполнения процессов при условии их последовательной очередности; Dt - технологический перерыв на твердение бетона; tд.о - время демонтажа опалубки.

Возведение надземной части включает поэтажное производство работ при использовании монолитного варианта и вертикальную схему при возведении из кирпича.

Расчет технологических потоков осуществляется исходя из объема работ, потребного количества рабочих и средств механизации. При использовании подъемников процесс возведения осуществляется с двух сторон здания. Схемы стоянок крана принимаются таким образом, чтобы обеспечить фронт работ двух звеньев.

На период ведения работ участки ограждаются, а входы дополнительно снабжаются защитными козырьками.

Индустриальные технологии пристройки объемных блоков

Основная задача при реконструкции зданий, особенно без отселения жильцов, это применение технологий, снижающих до минимума продолжительность строительно-монтажных работ. Одним из технических решений является применение объемных блоков заводского производства различного технологического назначения. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что их применение позволяет в 10-12 раз снизить цикл строительно-монтажных работ, повысить качество и надежность за счет полной заводской готовности. Широкое распространение в практике реконструктивных работ нашли объемные блоки входных тамбуров и лоджий, пристраиваемые объемные блоки кухонь, саун, балконов и других элементов. Как правило, пристраиваемые объемы выполняются с металлическим легким каркасом, что позволяет осуществить их установку без устройства массивных фундаментов. Для пристройки жилых комнат, кухонь и саун применяют более мощную каркасную систему, обеспечивающую восприятие новых технологических нагрузок. Блоки теплоизолируются, а их наружная поверхность защищается специальными покрытиями из металлических профильных листов, цементно-волокнистых плит или многослойного штукатурного покрытия. Их полная заводская готовность позволяет в кратчайшие сроки привести в эксплуатационное состояние путем подключения на гибких связях системы электроснабжения, отопления и водоснабжения.

Использование пристраиваемых блоков существенно влияет на архитектурно-планировочные решения квартир, увеличивая их площади и повышая комфортность проживания.

Многообразие геометрических форм, цветовой гаммы и конструктивных решений позволяет подчеркнуть индивидуальные особенности каждого жилого дома и отойти от типовых решений, не снижая архитектурной выразительности зданий. При этом технология производства работ практически состоит из монтажного и транспортного циклов с использованием мобильных грузоподъемных средств и почасовой доставки конструкций.

Конструктивное решение объемных блоков предусматривает заводское изготовление элементов различной геометрической формы (рис. 10.42) из тяжелого и легкого железобетона. Они состоят из элементов стенового ограждения и перекрытия, что позволяет получать пространственно жесткие недеформируемые конструкции.

Рис. 10.42. Объемные блоки заводского производства

Они выполняются неутепленными для лоджий, летних эркеров и других элементов, а также утепленными, которые используются для расширения площадей жилых помещений (рис. 10.43).

Рис. 10.43. Пристраиваемые объемные блоки

а - неутепленный блок лоджии; б - блок с утеплением и облицовкой панелями из дисперсно-армированного бетона

Характеристики пристраиваемых блоков приведены в таблице 10.5.

Таблица 10.5

Характеристика пристраиваемых объемных блоков

Для большинства реконструируемых зданий различных серий целесообразна разработка гибкой номенклатуры объемных блоков различного технологического назначения. Номенклатура изделий, приемлемых для реконструкции зданий с надстройкой до 2-3 этажей, включает: объемный блок кухни площадью 7,08 м2; блок эркера (спальни) - 11,0 м2; блок лоджии - 5,0 м2; столовой - 4,5 м2, а также специальные блоки лифта с мусоросборником и лифтовой шахтой.

В зависимости от архитектурно-планировочных решений размеры блоков, как и их геометрическая форма, могут изменяться.

Одной из важных позиций использования блоков является возможность уширения корпусов за счет передачи на них нагрузки от надстраиваемых этажей. Это обстоятельство требует соответствующего армирования стен, перекрытий, а также дополнительного расчета фундаментов, что существенно упрощает технические решения и способствует снижению трудоемкости и продолжительности работ.

Анализ технологичности изготовления и монтажа блоков показал, что наиболее эффективным является конструктивное решение с размещением потолочного перекрытия, что позволяет выполнять установку блоков в проектное положение без использования специальных средств подмащивания. Для обеспечения геометрической неизменяемости блоков при транспортировании и монтаже нижние боковые грани снабжаются специальной затяжкой в виде металлического стержня или профильного металла. После установки в проектное положение они демонтируются.

Более рациональным является изготовление объемных железобетонных блоков с толщиной стен 8-12 см и перекрытий 16-18 см с последующим утеплением в одном технологическом цикле с наружными стенами.

Для соединения с несущими конструктивными элементами зданий предусматривается размещение в торцевых элементах блоков закладных деталей. К ним осуществляется крепление направляющих, шарнирно связанных с поперечными стенами крупнопанельных зданий.

Пристройка блоков к кирпичным стенам предусматривает размещение распорных анкеров в кладке с последующим соединением связей с закладными деталями. Такое решение обеспечивает компенсацию возможных осадок в вертикальной плоскости и создает условия совместной работы объемных элементов, предотвращая раскрытие трещин в местах контакта вертикальных элементов.

Технология производства работ предусматривает вскрытие вертикальных и горизонтальных стыков между панелями или их предварительный демонтаж с устройством отверстий в поперечных несущих стенах и болтовых соединений направляющих.

Для крупноблочных и зданий с кирпичными стенами возможно использование болтовых соединений пристраиваемых объемов через отверстия в наружных стенах. В том или ином случае осуществляется подбор сечения соединительных элементов с расчетом на сдвиг при осадке фундамента и на отрыв за счет эксцентриситета приложенных сил.

Схемы сопряжений пристраиваемых объемов приведены на рис. 10.44.

Рис. 10.44. Схемы сопряжений пристраиваемых блоков с конструктивными элементами здания

а - при демонтаже наружной стеновой панели; б - то же, при вскрытии вертикальных и горизонтальных стыков наружных панелей; в, г - с помощью анкерного и болтового креплений объемного блока с кирпичными стенами; 1 - наружные стены; 2 - внутренняя несущая стеновая панель; 3 - демонтируемая наружная стеновая панель; 4 - закладная деталь; 5 - связующий элемент; 6 - распорный анкер в кирпичной стене; 7 - сварное соединение; 8 - утеплитель; 9 - облицовка; 10 - стяжной болт

Пристройка блок-комнат к торцовым стенам предусматривает создание более мощных фундаментов, а их фиксация к элементам реконструируемого здания осуществляется в нескольких уровнях по высоте.

Многолетний опыт крупнопанельного и объемно-блочного домостроения позволил оптимизировать рациональные решения стыковых соединений, использовать эффективные технологии монтажа, резко снижающие трудозатраты на строительной площадке. Этому способствуют также приемы и средства выверки, временного и окончательного крепления элементов между собой и стыковых соединений с реконструируемым зданием.

Рациональные решения, обеспечивающие максимальное снижение массы блоков, достигаются за счет использования легкобетонных смесей и эффективного утеплителя. Это позволяет получать блоки массой 1,8-2,4 т и общей площадью 2,6-4,8 м2. Снижение массы оказывает заметное влияние не только на эффективность монтажа за счет использования кранов меньшей грузоподъемности, но и на технологические процессы транспортирования с завода на реконструируемый объект.

Использование объемных блоков требует специальной подготовки площадки и технологии возведения самостоятельных фундаментов. Требования к возведению фундаментов должны максимально исключать недопустимые осадки, обеспечивать их равномерность, а также снижать негативное влияние на фундаменты реконструируемого здания. В зависимости от габаритов и массы объемных элементов наиболее рациональным является устройство свайных фундаментов с ростверком.

Процесс возведения фундаментов является наиболее трудоемким и требует использования специальных средств механизации, адаптированных к стесненным условиям площадки. При этом должен сохраняться единый монтажный горизонт, соответствующий отметке установки низа блоков по всему периметру здания.

Доставка эркерных блоков осуществляется автотранспортом без промежуточного складирования. С одной стоянки крана КС-4572 осуществляется установка эркерных блоков на захватках, используя метод наращивания, обеспечивается последовательный по высоте монтаж блоков с транспортных средств. Для выверки, временного и окончательного крепления используются леса, а также навесные подмости, устанавливаемые на монтируемый элемент до его установки.

Особое внимание при этом уделяется качеству устройства стыковых соединений, изоляции закладных деталей, устройству швов, их герметизации и теплоизоляции стыков.

Наиболее ответственным циклом работ является устройство стыка элементов стен и перекрытия блоков с существующими конструкциями. От степени подготовки стыкуемых элементов зависят эксплуатационные показатели, такие как продуваемость и водонепроницаемость стыков. До установки эркерного блока в проектное положение осуществляется вскрытие контактной зоны наружных стеновых панелей на глубину, равную толщине элементов стыкуемых панелей. Этот технологический процесс осуществляется путем разрезки дисковой пилой с алмазным покрытием с последующим извлечением разрушенных элементов. В образовавшуюся штрабу устанавливается эффективный плитный утеплитель. Затем производится установка эркерного элемента таким образом, чтобы вертикальные и горизонтальные элементы блоков свободно входили в образовавшиеся штрабы. После сварки закладных деталей пространство между стыкуемыми элементами теплоизолируется.

Для жилых зданий с кирпичными стенами крепление объемных блоков осуществляется с использованием металлических связей, располагаемых в стене на уровне закладных деталей. Они выполняются в виде распорных анкеров, устанавливаемых в цилиндрической полости стены и снабженных металлическими пластинами. Закладные детали и пластины анкеров объединяются сваркой с помощью накладок.

Более простым решением является устройство сквозного отверстия в стене, в которое пропускается металлический анкер и соединяется с закладной деталью блока.

Варианты рассматриваемых решений обеспечивают требуемую связь с пристраиваемым объемом, при этом исключаются «мостики холода», что весьма важно для повышения теплотехнических характеристик. В дальнейшем при утеплении фасадных поверхностей стыки дополнительно теплоизолируются и защищаются. Для сообщения с пристраиваемым объемом в наружной стене реконструируемого жилого дома выполняется проем за счет расширения оконного. Этот процесс выполняется после установки блоков на все этажи.

При средней нормативной трудоемкости установки объемного блока 1,2 чел.-ч и объеме подготовительных работ 2,3 чел.-ч суммарная продолжительность работ на захватку составляет 35,0 чел.-ч. При составе звена 4 чел. продолжительность не превышает одной смены работы крана. Таким образом, при реконструкции 60-квартирного жилого дома серии 1-468 путем пристройки 70 объемных элементов эркеров общая продолжительность работ составляет 15- 18 рабочих дней. Продолжительность, в 3-4 раза превышающая монтажный цикл, связана с уширением проемов, транспортированием отходов и выполнением отделочных работ. Эти работы выполняются отдельным технологическим потоком.

Варианты планировочных решений в результате пристройки объемных блоков для домов серий 1-464 и I-515 приведены на рис. 10.45.

Рис. 10.45. Технологические решения пристройки объемных блоков

а - для расширения кухонь и санузлов; б - то же, с устройством лифтов и пристройкой объемов к торцевым частям зданий

Каждая квартира получает дополнительные площади к помещениям кухонь на 7,08 м2 и комнат 4,8-5,0 м2.

Расширение площадей, примыкающих к кухне, позволяет провести модернизацию санузла. В частности, за счет удаления вентиляционного блока достигается превращение санузла в раздельный с выделением площадей под стиральные машины и другое необходимое оборудование.

В случаях надстройки зданий более двух этажей устанавливается лифтовый узел с мусороудалением. При этом к нему пристраиваются объемные блоки кухонь. Комплексное решение данного узла позволяет не только повысить комфортность проживания, но и улучшить архитектурную выразительность зданий.

Пристройка объемных блоков к торцевым элементам здания площадью до 11 м2 в силу больших габаритных размеров и изменившихся нагрузок требует дополнительных работ по устройству фундаментов.

Основная задача при их возведении состоит в обеспечении устойчивости торцевых элементов здания. Традиционные технологии, включающие отрывку котлованов, могут привести к дополнительным осадкам, вызванным влиянием атмосферных воздействий и других факторов. Эти обстоятельства приводят к необходимости создания фундаментов без нарушения земляных масс.

Наиболее рациональным является устройство фундаментов в виде свайного основания с фундаментной плитой. При этом сваи выполняются буронабивными, что позволяет организовать индустриальное производство работ с максимальным использованием средств механизации и исключить влияние производства работ на существующие фундаменты.

Технологические особенности монтажа объемных пристраиваемых блоков состоят в обеспечении низкой скорости опускания конструкций на монтажный горизонт, использовании самобалансирующихся траверс для гашения раскачивания блока, применении специальных фиксаторов, исключающих соударения блока с наружными стенами реконструируемых зданий. Выполнение перечисленных требований и технологического регламента монтажных работ позволяет производить пристройку блоков без отселения жильцов.

Перед монтажом объемного блока осуществляется его оснащение навесными подмостями, фиксаторами, монтажными лестницами. Подготовка блоков осуществляется на специальной площадке в зоне действия монтажного крана.

Для блок-комнат площадью 11-15 м2 используются автокраны грузоподъемностью до 15 т при массе элементов 5,5-6,2 т.

Для обеспечения непрерывного технологического цикла должна быть согласована почасовая подача блоков под монтаж, что достигается расчетом транспортного цикла, времени подготовки и непосредственно продолжительностью монтажа

Учитывая, что время транспортирования может иметь значительные отклонения от среднего значения, то обязательным условием является резервирование технологического цикла, что достигается путем создания запаса не менее 1-2 блоков.