Основные положения технологии возведения зданий и сооружений

Строительство является одной из основных сфер производственной деятельности человека. В процессе строительного производства создаются отдельные элементы, конструкции и в конечном итоге здания и сооружения. Многообразие типов зданий и сооружений порождает необходимость в их классификации.

Здание – строительная система, состоящая из несущих и ограждающих конструкций, образующих замкнутый объём. Предназначается для пребывания людей и выполнения ими своих функциональных потребностей (жильё, отдых, работа, учёба, быт), а так же для размещения технологического оборудования (трансформаторные подстанции, насосные).

Классификация по назначению:

- жилые, предназначены для проживания людей;

- общественные, обеспечивают удовлетворение трудовых, общественных и бытовых потребностей населения. К ним относятся административные, учебные, культурно-массовые, зрелищные, спортивные, торговые и бытовые здания;

- производственные, в которых создаются, хранятся и перерабатываются предметы материального производства и энергоресурсы.

Классификация по конструктивно- технологическим признакам:

- каменные, из кирпича и мелкоштучных элементов;

- крупнопанельные, из сборных железобетонных панелей и плит;

- каркасные. Несущие конструкции представлены металлическим, железобетонным или деревянным каркасом, на который монтируются различные ограждающие элементы;

- из монолитного железобетона;

- из сборных объёмных элементов (блоков).

Различные типы зданий возводятся по различным технологиям.

Сооружение – объёмная, плоскостная или линейная строительная система, состоящая из самонесущих и ограждающих конструкций. Предназначается для технологических потребностей производства, транспортных коммуникаций, безопасности и комфортности проживания людей.

Классификация по назначению:

- транспортные, предназначенные для функционирования железнодорожного, авиационного и водного транспорта;

- гидротехнические (речные и морские), обеспечивают хозяйственную деятельность человека на естественных и искусственных водоёмах;

- ёмкостные, предназначенные для хранения жидких и газообразных веществ;

- грунтозащитные (подпорные стенки, селеприёмники, защитные козырьки от лавин на дорогах и др.);

- сооружения связи (радиоантенны, телевышки),

- технологические сооружения промышленных предприятий (эстакады, этажерки, транспортёры и др). Обеспечивают функционирование технологических линий по производству промышленной продукции;

- сооружения сельскохозяйственных предприятий.

Частным случаем сооружений можно считать инженерные сети (водоснабжение, водоотведение, теплоснабжение, электроснабжение, связь, технологические сети промышленных предприятий, нефте- и газопроводы).

Инженерные сети – сооружения (трубопроводы, кабели, тоннели), объединённые в системы и предназначенные для перемещения различных сред и энергоресурсов.

Сооружения возводятся из различных строительных материалов (грунт, металл, бетон, железобетон, дерево).

Основное назначение строительной отрасли – производство строительной продукции.

Строительная продукция – законченные строительством здания, сооружения и их элементы.

В создании строительной продукции большую роль играют технологии её производства, как в целом, так и отдельных частей. Технология определяет в каком порядке и каким способом должен протекать строительный процесс, который является сочетанием трёх основных элементов любого производства: трудовые ресурсы + предметы труда (материальные ресурсы) + технические средства (орудия труда). Поэтому технологические регламенты строительных работ можно считать «четвёртым элементом» строительного процесса.

Технология возведения зданий и сооружений (ТВЗ) объединяет простые и сложные технологические процессы, различающиеся по основным элементам производства. Эффективность технологии зависит от уровня взаимодействия процессов. Чем выше уровень их сочетания, тем эффективнее технология.

Строительная продукция (СП) разделяется на уровни:

1 уровень – строительная конструкция (элемент части здания или сооружения: блок, плита, ферма, колонна и т.д.);

2 уровень - элемент строительной продукции (выполненные части зданий: фундамент, стены, этаж и др.);

3 уровень – строительная продукция (готовые здания и сооружения).

Производственные процессы, в результате которых получается продукция, разделяются на:

- частные (соответствуют 1 уровню СП);

- специализированные (соответствуют 2 уровню СП);

- объектные (соответствуют 3 уровню СП).

Технологии возведения зданий и сооружений основываются на целом ряде общих принципов, главными из которых являются следующие:

- технологии строительных процессов должны отвечать современному уровню и быть конкурентноспособны;

- строительная продукция должна отвечать требованиям государственных стандартов;

- основным и ведущим строительным процессом является технологический процесс возведения несущих (или основных) конструкций зданий (сооружений);

- возведения несущих конструкций должно выполнятся таким образом, чтобы обеспечить геометрическую неизменяемость, пространственную устойчивость и прочность каждой конструктивной ячейки, отдельных частей и здания в целом;

- ведущие процессы осуществляются поточными методами производства работ;

- общестроительные и специализированные работы, сопутствующие ведущему процессу, максимально совмещаются с основным процессом по возведению коробки здания;

- ведущий строительный процесс осуществляются только в полной технологической увязке со всеми смежными работами, своевременно разворачивая фронт работ и создавая условия для применения механизации;

- основным грузоподъёмным средством является грузоподъёмный механизм, который закрепляется за специализированным потоком;

- механизация работ должна быть комплексная с максимальным использованием ведущей машины;

- уровень качества выпускаемой продукции должен отвечать нормируемым параметрам,

- орудия и предметы труда должны отвечать современным технологиям, поступление их на строительную площадку должно быть строго регламентировано технологической необходимостью (по времени и по объёму);

- технологические процессы должны быть обеспечены средствами безопасности и не наносить ущерба окружающей среде.

1.2 Нормализация технологий возведения зданий и сооружений.

Нормализация строительного технологического процесса – это подчинение его регламентированным нормам, правилам, стандартам и другим нормативным документам.

В Российской Федерации введена в действие «Система нормативных документов в строительстве». Нормативные требования этих документов являются обязательными. Их применение позволяет обеспечить соблюдение обязательных норм, правил и стандартов. Нормативные документы разрабатываются в соответствии с требованиями Международной организации по стандартизации.

Нормативные документы подразделяются на федеральные, субъектов федерации и стандарты предприятий.

К федеральным (общегосударственного назначения) нормативным документам относятся:

- строительные нормы и правила (СНиП) Российской Федерации;

- межгосударственные строительные нормы и правила;

- государственные стандарты Российской Федерации в области строительства (ГОСТ Р). Стандарты устанавливают требования к группам однородной продукции, характеризующейся общностью функционального назначения, области применения и др. По содержанию ГОСТы можно разделить на 3 группы: на продукцию, общетехнические и организационно-методические. ГОСТы на продукцию содержат требования к применяемым материалам, конструкциям, машинам, механизмам. оснастке, т.е. на материальные ресурсы и средства производства. Общетехнические стандарты регламентируют типовые технологические процессы. Стандарты организационно- методические определяют требования к технической, проектной и конструкторской документации. Системы единых стандартов конструкторской (ЕСКД), технологической документации (ЕСТД) и проектной документации в строительстве (СПДС) устанавливают единые правила их выполнения, оформления и обращения, регламентирует терминологию, употребляемую при проектировании и производстве продукции.

- правила по проектированию и строительству (СП);

- руководящие документы системы (РДС);

К нормативным документам субъектов федерации относятся документы территориального назначения - территориальные строительные нормы (ТСН).

Стандарты предприятий (СТП) конкретизируют требования нормативных документов для конкретного предприятия.

Кроме вышеназванных нормативных документов в строительстве необходимо руководствоваться нормами, правилами и нормативами органов государственного надзора, министерств и ведомств: Гостехнадзора, по эксплуатации механического оборудования; Госпожарнадзора, по выполнению правил пожарной безопасности; санитарного надзора по соблюдению гигиенических требований в проектах и при ведении строительных работ, ГАИ, МПС и других ведомств в части касающейся.

Нормализация технологий возведения зданий и сооружений предусматривает использования различных организационно-технологических документов: пособий, инструкций, руководств, рекомендаций, разработанных строительными организациями, которые носят рекомендательный характер, но не должны противоречить требованиям основных нормативных документов.

1.3 Технологические режимы.

Технологические режимы – физические, физико-химические, химические, гидромеханические, механические и другие процессы, обладающие соответствующими параметрами, которые определяют распорядок действий и условия работы (технологию производства работ).

В технологиях возведения зданий и сооружений указанные режимы рассматриваются не в отрыве друг от друга, а в определённой совокупности. Требуется такое сочетание указанных параметров, которое позволяет регулировать общий процесс возведения здания с сохранением основных принципов технологий – непрерывности производства, интенсивности труда, необходимых режимов труда и безопасных условий работы.

Главными параметрами технологических режимов являются:

- температурные пределы применения материалов;

- температура воздуха;

- относительная влажность воздуха;

- жизнеспособность в зависимости от температуры воздуха;

- эксплуатационные режимы машин.

Некоторые из указанных параметров технологических режимов носят постоянные характеристики в течении всего технологического процесса, а другие- только на определённый период времени.

Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха регламентируют технические условия на материалы, изделия и конструкции, а также санитарные нормы. Например, одни технологические процессы допускается выполнять при температуре воздуха не ниже +5^оС, другие до – 20^оС.

Эксплуатационные режимы машин так же регламентированы, их параметры и характеристики содержатся в паспортах и технических условиях. Эта информация необходима при проектировании механизации работ.

1.4 Параметры технологического процесса возведения здания или сооружения.

Производственный процесс возведения здания или сооружения является совокупностью отдельных частных и комплексных технологических процессов, которые протекают в пространстве и времени.

Организация строительного процесса в пространстве обеспечивается разделением конструктивного объёма строящегося здания или сооружения на фронты работ, которые являются основными пространственными параметрами. Фронты работ, в свою очередь, делятся на: участки, захватки, делянки, ярусы, монтажные участки, блоки бетонирования, карты, технологические узлы.

Участок – часть здания (сооружения), в пределах которого существуют одинаковые производственные условия, дающие возможность применять одинаковые методы и технические средства (температурные блоки промышленных зданий, секции жилых зданий).

Захватка - часть здания (сооружения) в пределах которого повторяются одинаковые комплексы строительных процессов. Они характеризуются примерно равными трудоёмкостью, составом и количеством строительных процессов, а также продолжительностью их выполнения (этаж, часть этажа, группа элементов, количество комнат под отделку, часть котлована и др.). фронт работ на захватке должен быть достаточным для одновременной работы бригады или звена.

Делянка - фронт работ для звена или отдельного рабочего.

Ярус – частный случай захватки. Представляет собой часть объёма здания (сооружения), или отдельной конструкции, разделённой по высоте. Этот параметр наиболее часто применяется в каменных (ярус кладки), бетонных (блок бетонирования), монтажных (высота конструктивного элемента) процессах.

Монтажный участок - частный случай захватки, при выполнении строительно-монтажных работ (несколько ячеек многоэтажного каркасного здания).

Блок бетонирования - часть объёма бетонной (железобетонной) конструкции, разбитой по конструктивным или технологическим соображениям.

Карта – часть фронта работ плоскостного сооружения (или конструкции) принимаемого в качестве захватки (земляные сооружения, полы, дороги).

Технологический узел – разновидность монтажного участка, габариты которого определяются требованиями одновременного монтажа строительных конструкций и технологического оборудования.

Фронт работ является основой для организации рабочих мест бригад и звеньев.

Временные параметры характеризуют продолжительность процесса возведения здания в целом, отдельных технологических циклов или различных элементов строительной продукции. Используются они в календарном планировании.

Результирующими параметрами технологии возведения зданий и сооружений являются технико-экономические показатели: трудоёмкость, интенсивность производства, показатели расхода ресурсов и другие.

Направление развития и функционирования технологических строительных процессов зависит от конструктивных особенностей зданий, методов и технологий производства работ. Оно может осуществляться по нескольким схемам (см. рис.1.1.)

А Б

В Г

Рис. 1.1. Основные схемы развития технологических процессов.

А - вертикально – восходящая; Б - вертикально – нисходящая; В – горизонтальная продольная; Г - горизонтальная поперечная

Область рационального использования различных схем развития технологических процессов приведена в таблице 1.1.

Осуществление отдельных строительных процессов можно рассматривать параллельным, последовательным и поточным методами производства работ. Технология возведения зданий и сооружений основаны на совокупности указанных методов. Как правило, ведущие процессы выполняются поточными методами, а остальные – параллельно-поточными и последовательными методами.

Направление развития и функционирования технологических процессов при возведении зданий и сооружений

Таблица 1.1

1.5. Технологичность строительной продукции.

Достижение проектных показателей в процессе создания строительной продукции в значительной степени зависит от того, в какой мере проектное решение учитывает реальные производственные условия.

Технологичность продукции – это категория, определяющая взаимосвязь продукции, технологии её изготовления и производства работ, другими словами - это мера соответствия надёжности достижения проектных показателей или приспособленность продукции к способам и технологиям её изготовления. Она отражается в затратах труда, машинного времени, материальных ресурсов и денежных средств на изготовление, транспортирование и монтаж строительных конструкций.

Технологичность определяется сопоставлением показателей сравниваемой конструкции с типовой, или сравнением вариантов конструкций между собой. Коэффициент технологичности численно равен:

К_т = 1+ D С/С_э

где С – увеличение или уменьшение расчётной стоимости возведения здания по сравнению с эталонным образцом;

D С_э – стоимость возведения эталонного варианта.

С_э = С_м + Ср + Сн.р.,

DС = С_э - С,

где С_м - расходы на механизацию процессов;

С_р - стоимость рабочей силы;

С_н.р. - сумма накладных расходов;

С - стоимость возведения рассматриваемого варианта.

При значениях К_т > 1 вариант считается более технологичным.

Для оценки транспортной и монтажной технологичности необходимо проанализировать средства транспортирования и монтажа строительных конструкций, технологию производства работ, габариты и массы монтажных элементов.

Частными показателями технологичности служат ряд коэффициентов, оценивающих количественную связь между трудоёмкостью операций, процессов, расходом материалов, средств труда и принятыми конструктивными решениями сборных элементов. Так, показатели монтажной технологичности зависят от характера разрезки здания на монтажные элементы, их крупности и типа узлов

Показатели технологичности

Таблица 1.2.

Соотношение показателя технологичности и полной себестоимости будет правомерным, если во всех вариантах продукция имеет одинаковые потребительские качества.

1.6.Технологическая структура процесса возведения строительных объектов

Возведение зданий и сооружений - комплексный производственный процесс, состоящий из множества простых строительных процессов различной сложности по индивидуальным технологиям, со своими технологическими режимами, пространственными и временными параметрами. Поэтому задача выбора строительных технологий состоит в том, чтобы установить порядок их взаимодействия и создать непрерывную технологическую цепь выполнения. Наиболее рациональные сочетания работ (процессов) объединяются в технологические циклы.

Циклы позволяют общий комплексный процесс возведения зданий и сооружений расчленить на несколько составляющих, целью которых является получение различных элементов строительной продукции. Для разных строительных объектов разбивка на циклы различная. В свою очередь циклы могут разделяться на строительные технологические комплексы (подциклы),которые пристроительном технологическом проектировании выбираются произвольно, в зависимости от принятой технологии, объёмно-планировочных и конструктивных решений.

В каждом технологическом цикле имеется, как правило, один ведущий строительный процесс, которому подчинены основные и вспомогательные процессы, входящие в строительные технологические комплексы.

Технологические циклы характеризуются не только технологическими связями строительных процессов, но и подчиняют их определённому порядку и продолжительности выполнения. Технологическая структура циклов является одной из главных характеристик технологий, их нарушение означает несоблюдение технологии строительного производства. Завершение каждого цикла создаёт условия для выполнения последующих работ и приближает к завершению объекта в целом.

В зависимости от количества циклов в производственном процессе возведения зданий, технологии подразделяются на двухцикличные, трёхцикличные и многоцикличные.

Параметры технологических циклов являются основой для разработки различной документации по организации и управлению строительством.

Пример технологической структуры возведения каменного здания приведён на схеме (рис. 1.2).

Здание возводится по трёхцикличной технологии, каждый цикл разбит на строительные технологические комплексы (подциклы). Подциклы, в дальнейшем, могут быть дифференцированы по видам работ (процессам).

22

Рис. 1.2. Схема технологической структуры возведения каменного здания.