Возведение надземной части здания. Технология возведения подземной части

В соответствии с терминологией, принятой в строительстве, строительный объем здания определяется как сумма строительных объемов выше отметки ± 0.00 м – это надземная часть здания и ниже этой отметки – подземная часть здания.

К строительным работам по возведению подземной части зданий относятся земляные работы по отрытию котлованов, их обустройству и укреплению искусственными конструкциями (фундаментные блоки и плиты, сваи, подпорные стены, шпунтовые ограждения и т.п.).

При сооружении котлованов задачей геодезических работ являются разбивка контура котлована от основных осей сооружения, закрепленных на обноске, высотный контроль выемки грунта, исполнительная съемка котлована.

Разбивка котлована производится от основных осей его контура в соответствии с данными разбивочного чертежа, определяющими форму и размеры котлована по габаритам нижнего обреза фундамента (рис. 14.1). Для этого по вынесенным на обноску рискам основных осей натягивают монтажные проволоки (рис. 14.2), в местах пересечения проволок опускают отвесы и их проекции закрепляют кольями.

Чтобы разбить верхнюю бровку котлована, от его нижнего контура откладывают по перпендикулярам к осям расстояние d , вычисляемое по формуле:

d = m(H RP – H 0 + iL)/(l + mi), (14.1.1)

где Н RP - отметка строительного репера, Н 0 - проектная отметка дна котлована, m - коэффициент откоса котлована, L - горизонтальное расстояние от строительного репера до бровки дна котлована i = (H 2 – H RP)/l . Здесь H 2 - отметка земли по внешнему контуру здания, l - расстояние от внешнего контура здания до строительного репера.

Рис. 14.1. Разбивочный Рис. 14.2. Разбивка контура

чертеж котлована. котлована.

До начала выемки грунта площадь котлована нивелируют, устанавливая рейку в точках пересечения продольных и поперечных осей (например, в точках 2 - А, 2 - Б и т. д. на рис. 14.1). По данным ежедневного нивелирования составляют поперечники вдоль каждой из поперечных осей и подсчитывают текущие объемы земляных работ. Если глубина котлована не превышает 2 м, нивелирование производится с бровки котлована. При большей глубине котлована на его дне закладывают репер и передают на него отметку от основной нивелирной сети стройплощадки.

Осуществляемый при помощи репера текущий контроль объемов земляных работ должен обеспечить недобор выемки грунта на 10 – 20 см по сравнению с проектной отметкой. Оставшийся слой земли выбирается непосредственно перед укладкой фундамента.

Бровка траншей для ленточных фундаментов также разбивается от основных осей здания с предусмотренным проектом запасом по ширине для установки опалубки.

Разбивка контура котлована под столбчатые фундаменты производится от центров фундаментов, положение которых определяется промерами в створе основных осей сооружения. По окончании выемки грунта до проектной отметки на дне котлована вторично разбивают контур основания фундамента.

Исполнительную съемку котлована в плане и по высоте выполняют путем промеров стальной рулеткой от разбивочных осей до бровок котлована и нивелированием его дна. По результатам съемки составляется исполнительная схема котлована.

Плановая и высотная разбивка фундаментов является одним из ответственных этапов геодезического обслуживания нулевого цикла строительства. От правильной установки фундаментов и их закладных частей в проектное положение во многом зависит как точность возведения всего каркаса здания, так и его устойчивость.

Состав и точность геодезических работ определяются типом сооружаемого фундамента. Перед монтажом сборного фундамента на фундаментных блоках установочными рисками обозначают положение осей (рис. 14.3). Для укладки блоков вдоль продольной оси между метками ее на обноске натягивают стальные струны 1 и прикрепляют к ним отвесы 2 . Перемещая по дну котлована угловые З и маячные 4 блоки, добиваются совпадения отвесов с рисками 7 осей блоков. Натянув затем по граням уложенных блоков струну - причалку 5, укладывают по ней промежуточные блоки 6. Правильность монтажа блоков по высоте контролируют геометрическим нивелированием.

Рис. 14.3. Геодезический контроль монтажа фундаментных

Далее натягивают струны по поперечным осям котлована и по отвесам монтируют блоки в поперечном направлении. При значительной длине здания (более 50 м) разбивка осей блоков производится с помощью теодолита. Установив теодолит над створным знаком оси, направляют трубу на противоположный створный знак или соответствующую выноску оси на обноске. Блоки перемещают относительно створа визирной оси трубы до тех пор, пока вертикальная нить сетки не совпадет с установочной риской блока. Уложенный первый ряд блоков нивелируется. Если отклонения отметок их верхней опорной поверхности от проектных не превышают допустимых, их учитывают при устройстве горизонтального шва (постели) для блоков следующего ряда.

По окончании монтажа фундаментных блоков производят инструментальную выверку их положения такими же способами, какими производилась их разбивка. На исполнительной схеме фундамента указывают смещения блоков от осей и отклонения фактических отметок блоков от проектных.

Подобным же образом выполняется разбивка свайного поля - основания, сооружаемого под фундамент в котлованах со слабыми грунтами и состоящего из забитых в грунт одиночных свай. Центры осевых свай размечают при помощи теодолита с закрепленных осей на бровке котлована, откладывая стальной рулеткой проектные расстояния. Остальные сваи разбиваются перпендикулярными промерами в обе стороны от осей. При забивке свай контролируют их вертикальность с помощью теодолита. Одновременно осуществляется контроль положения сваи по высоте геометрическим нивелированием. Закончив забивку свай, вновь нивелируют их торцы, которые должны располагаться в одной горизонтальной плоскости.

При изготовлении фундамента из монолитного бетона или железобетона в готовом котловане предварительно устанавливают опалубку. Так же как сборные фундаменты, контур опалубки разбивают от основных осей сооружения, вынесенных на обноску. Укрепив на натянутых по осям струнах отвесы, начинают установку нижнего ряда щитов опалубки. После их выверки и закрепления опалубку наращивают следующим рядом щитов. Внутренняя часть опалубки по своему положению и размерам должна строго соответствовать проекту, ошибка ее плановой разбивки не должна превышать 5 - 10 мм. Вертикальность щитов опалубки проверяется по отвесу. Отклонения от вертикали более 5 мм на 1 м высоты опалубки не допускаются. Установка опалубки по высоте выполняется нивелированием от ближайшего репера с точностью 3 - 4 мм. На стенки опалубки выносят риски разбивочных осей, а также отметки верха кладки бетона, закрепляя их гвоздями или зарубками.

При сооружении ленточных фундаментов на опалубке закрепляют деревянные колья по заданным в проекте расстоянию и высоте.

В процессе бетонирования в этих местах остаются отверстия для ввода в здание подземных коммуникаций. Работа по установке опалубки завершается ее выверкой и составлением исполнительной схемы с указанием смещений опалубки от проектного положения. Чтобы обеспечить горизонтальность верхнего обреза фундамента, в сырой бетон на проектной отметке по нивелиру закладываются металлические штыри. По их торцам затирают поверхность бетона специальными деревянными брусками.

При разбивках фундаментов под стальные колонны особое внимание придается горизонтальности опорной поверхности фундамента и соответствию ее отметки проектной. Даже небольшие уклоны опорной поверхности могут вызвать значительное отклонение оси колонны от вертикали. Высокая точность разбивки осей фундаментов в плане диктуется необходимостью установки крепящих колонну к фундаменту анкерных болтов в проектное положение с ошибкой, не превышающей 5 мм.

При помощи теодолита, установленного на одном из створных знаков, продольные и поперечные оси колонн выносятся на опалубку фундаментов. Затем в створе каждой оси устанавливается шаблон на четыре анкерных болта, называемый кондуктором (рис. 14.4). Кондуктор представляет собой жесткую металлическую раму, на которой нанесены установочные риски Х - Х’ и Y - Y’ и просверлены отверстия для болтов 1, 2, 3 и 4.

Рис. 14.4. Кондуктор.

Расстояние между центрами отверстий равны заданным проектным размерам. Болты удерживаются на кондукторе гайками, позволяющими менять положение верхушки каждого болта по высоте. Установка кондуктора состоит в совмещении рисок Х - Х’ и Y - Y’ с соответствующими метками на обноске и в подъеме или опускании болтов до проектной отметки. Выверка установленных анкерных болтов производится еще до бетонирования. С помощью отвеса и стальной рулетки от струн, фиксирующих основные оси, замеряют расстояния до центров болтов и проверяют правильность их взаимного расположения. Отметки верхушек болтов определяют геометрическим нивелированием. Результаты выверки выписываются на исполнительную схему. Так как в процессе бетонирования положение анкерных болтов может измениться, вновь проверяют их установку до окончательного затвердевания бетона, и при необходимости вносят исправления. Вторичное определение положения анкерных болтов в плане и по высоте выполняют после бетонирования фундаментов и заносят полученные данные в ту же исполнительную схему и в прилагаемую к ней таблицу отметок болтов и верха фундамента колонны.

Методика разбивки под железобетонные колонны фундаментов – стаканов аналогична изложенной выше. На рис. 14.5 приведена исполнительная схема фундаментов этого типа.

Рис. 14.5. Исполнительная схема фундаментов – стаканов под

железобетонные колонны.

Подземные части здания (или, как их еще называют, конструкции нулевого цикла) располагаются ниже нулевой отметки, за которую принимают перекрытие первого этажа. К этим конструкциям относятся фундаменты и стены подвальных или цокольных этажей , которые должны отвечать требованиям по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности (морозостойкости, сопротивлению воздействия грунтовых и агрессивных вод и др.).

Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание (рис.1).

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, - подошвой фундамента.

Глубина заложения фундаментов, или расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, для зданий без подвала определяется в зависимости от назначения зданий и их конструктивных особенностей, наличия подземных коммуникаций, величины и характера нагрузок, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий, геологических и гидрологических условий строительной площадки (виды грунтов, несущая способность и пучинистость, уровень грунтовых вод и возможные колебания его в период строительства и эксплуатации зданий и т.д.) и от климатических условий района.

В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов.
При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации и конструктивное решение полов первого этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола, поэтому нормативная глубина промерзания снижается за счёт теплового режима здания.
Фундаменты под внутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерзает, и она может быть принята минимальной - 0,5 м от уровня проектной отметки поверхности земли.

В зависимости от типа конструкции различают ленточные, столбчатые, сплошные (плитные) и свайные фундаменты (рис.2), в зависимости от технологии возведения - сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м).
В зависимости от работы фундаментов под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие работают преимущественно на сжатие (например бетонные), гибкие - на растягивающие и скалывающие усилия (к ним относятся фундаменты с железобетонным подушками).
Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяются сборные железобетонные элементы. В малоэтажном строительстве возможно использование бута, бутобетона и хорошо обожженного кирпича.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими несущими или самонесущими стенами или же колоннами каркаса. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также просадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.
Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. В панельных зданиях сборные ленточные фундаменты устраивают из железобетонных плит - подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей.
В зависимости от проектируемого температурного режима подвала (подполья) наружные цокольные панели могут быть утеплёнными (одно- или трёхслойными) или неутеплёнными. В цокольных панелях под внутренние стены предусматриваются проёмы для сквозного прохода по подполью (подвалу) и пропуску инженерных коммуникаций.
В кирпичных и крупноблочных зданиях сборные ленточные фундаменты выполняют из железобетонных плит - подушек и бетонных стеновых блоков.
В малоэтажном строительстве на прочных сухих грунтах устраивают прерывистые ленточные фундаменты, в которых плиты-подушки укладывают с разрывами с последующей засыпкой сухим песком.
Для малоэтажных зданий и в случае отсутствия индустриальной базы применяются монолитные ленточные конструкции фундаментов, выполняемые из бетона, бутобетона или бутовой кладки (если бут является местным материалом).

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание настолько малы, что давление на грунт от фундамента здания меньше нормативного давления на грунт (например, при малоэтажных зданиях) или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3-5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно.
Фундаменты данного типа применяют в каркасных зданиях различной этажности либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных).
Столбчатые фундаменты, устраиваемые под малоэтажными зданием с несущими стенами, располагают под углами стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и под простенками. На них под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.
Столбчатые фундаменты под колонны каркасных, а также крупнопанельных зданий выполняют сборными из железобетонных элементов, состоящих из подушки и фундаментного столба или из блока стаканного типа, образующих башмак.

Сплошные (плитные) фундаменты применяются в следующих случаях:

• при слабых грунтах на строительной площадке или при значительных нагрузках от здания;
• при разрушенных, размытых или насыпных грунтах основания;
• при неравномерной сжимаемости грунтов;
• при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод.

Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрёстных лент. Для зданий с большими нагрузками, а также в случае использования подземного пространства применяются коробчатые фундаменты.
Плитные фундаменты проектируют под здания в основном с каркасной конструктивной системой. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите.
На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.
Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом замкнутые различной конфигурации сечения.

Свайные фундаменты устраивают при строительстве зданий на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий.
По способу передачи вертикальной нагрузки от здания или сооружения на грунт различают два вида свайных фундаментов: сваи-стойки, которые проходят через слабые грунты и опираются на толщу прочного грунта, и висячие сваи (или сваи трения), которые плотного грунта не достигают, удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью свай и грунтом (рис.3).
В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами. Сваи располагают обязательно подо всеми углами здания и в точках пересечения осей стен. Глубину забивки свай назначают, исходя из несущей способности сваи и грунта основания.
Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай - оголовки. При сборных ростверках оголовки устанавливают и на одиночные сваи. В зданиях без подвалов и технических подполий подошва ростверка должна находиться на 0,1-0,15 м ниже планировочных отметок поверхности земли у здания. При наличии подвала или технического подполья подо всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка под наружные и внутренние стены.
Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают заделкой торца сваи в бетон ростверка. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и соединяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные детали ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.

Долгая и беспроблемная служба подземных частей здания зависит в первую очередь от грамотно выполненной гидроизоляции. В последнее время все более актуальной становится также проблема защиты зданий от вибраций.

Подземные части здания (или, как их еще называют, конструкции нулевого цикла) располагаются ниже нулевой отметки, за которую принимают перекрытие первого этажа. К этим конструкциям относятся фундаменты и стены подвальных или цокольных этажей, которые должны отвечать требованиям по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности (морозостойкости, сопротивлению воздействия грунтовых и агрессивных вод и др.).Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание (рис.1).

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, - подошвой фундамента.Глубина заложения фундаментов, или расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, для зданий без подвала определяется в зависимости от назначения зданий и их конструктивных особенностей, наличия подземных коммуникаций, величины и характера нагрузок, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий, геологических и гидрологических условий строительной площадки (виды грунтов, несущая способность и пучинистость, уровень грунтовых вод и возможные колебания его в период строительства и эксплуатации зданий и т.д.) и от климатических условий района.В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов.При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации и конструктивное решение полов первого этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола, поэтому нормативная глубина промерзания снижается за счёт теплового режима здания.Фундаменты под внутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерзает, и она может быть принята минимальной - 0,5 м от уровня проектной отметки поверхности земли.В зависимости от типа конструкции различают ленточные, столбчатые, сплошные (плитные) и свайные фундаменты (рис.2), в зависимости от технологии возведения - сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м).

В зависимости от работы фундаментов под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие работают преимущественно на сжатие (например бетонные), гибкие - на растягивающие и скалывающие усилия (к ним относятся фундаменты с железобетонным подушками).Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяются сборные железобетонные элементы. В малоэтажном строительстве возможно использование бута, бутобетона и хорошо обожженного кирпича.Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими несущими или самонесущими стенами или же колоннами каркаса. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также просадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. В панельных зданиях сборные ленточные фундаменты устраивают из железобетонных плит - подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей.В зависимости от проектируемого температурного режима подвала (подполья) наружные цокольные панели могут быть утеплёнными (одно- или трёхслойными) или неутеплёнными. В цокольных панелях под внутренние стены предусматриваются проёмы для сквозного прохода по подполью (подвалу) и пропуску инженерных коммуникаций.В кирпичных и крупноблочных зданиях сборные ленточные фундаменты выполняют из железобетонных плит - подушек и бетонных стеновых блоков.В малоэтажном строительстве на прочных сухих грунтах устраивают прерывистые ленточные фундаменты, в которых плиты-подушки укладывают с разрывами с последующей засыпкой сухим песком.Для малоэтажных зданий и в случае отсутствия индустриальной базы применяются монолитные ленточные конструкции фундаментов, выполняемые из бетона, бутобетона или бутовой кладки (если бут является местным материалом).Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание настолько малы, что давление на грунт от фундамента здания меньше нормативного давления на грунт (например, при малоэтажных зданиях) или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3-5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно.Фундаменты данного типа применяют в каркасных зданиях различной этажности либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных).Столбчатые фундаменты, устраиваемые под малоэтажными зданием с несущими стенами, располагают под углами стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и под простенками. На них под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.Столбчатые фундаменты под колонны каркасных, а также крупнопанельных зданий выполняют сборными из железобетонных элементов, состоящих из подушки и фундаментного столба или из блока стаканного типа, образующих башмак.Сплошные (плитные) фундаменты применяются в следующих случаях:при слабых грунтах на строительной площадке или при значительных нагрузках от здания;при разрушенных, размытых или насыпных грунтах основания;при неравномерной сжимаемости грунтов;при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод.Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрёстных лент. Для зданий с большими нагрузками, а также в случае использования подземного пространства применяются коробчатые фундаменты.Плитные фундаменты проектируют под здания в основном с каркасной конструктивной системой. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите.На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом замкнутые различной конфигурации сечения.Свайные фундаменты устраивают при строительстве зданий на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий.По способу передачи вертикальной нагрузки от здания или сооружения на грунт различают два вида свайных фундаментов: сваи-стойки, которые проходят через слабые грунты и опираются на толщу прочного грунта, и висячие сваи (или сваи трения), которые плотного грунта не достигают, удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью свай и грунтом.

Свайные фундаменты: А - со стоечными сваями; Б - с висячими сваями.

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами. Сваи располагают обязательно подо всеми углами здания и в точках пересечения осей стен. Глубину забивки свай назначают, исходя из несущей способности сваи и грунта основания.Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай - оголовки. При сборных ростверках оголовки устанавливают и на одиночные сваи. В зданиях без подвалов и технических подполий подошва ростверка должна находиться на 0,1-0,15 м ниже планировочных отметок поверхности земли у здания. При наличии подвала или технического подполья подо всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка под наружные и внутренние стены.Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают заделкой торца сваи в бетон ростверка. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и соединяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные детали ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.Долгая и беспроблемная служба подземных частей здания зависит в первую очередь от грамотно выполненной гидроизоляции. В последнее время все более актуальной становится также проблема защиты зданий от вибраций.

Основные методы возведения зданий.

Ведущим технологическим процессом возведения одноэтажных промы-шленных зданий является монтаж сборных конструкций. В зависимости от числа пролётов и габаритов здания планируется несколько специализирован-ных потоков, взаимоувязанных в пространстве и времени.

Здание разбивается на ряд монтажных участков и захваток, осуществля-ется подбор монтажных кранов и технических средств, обеспечивающих соз-дание ритмичных и кратноритмичных потоков.

Методы монтажа разделяются по ряду факторов.

По степени укрупнения на:

Поэлементный монтаж, выполняемый из отдельных элементов, присоединяемых к ранее смонтированным;

Монтаж плоскими укрупнёнными конструкциями, когда небольшие по размеру элементы перед подъёмом собирают в большеразмерные плоские (составные колонны, балки, фермы и т.п.);

Монтаж пространственными блоками, собираемыми на площадке из плоских элементов (покрытия, рамы).

По степени точности установки элементов различают:

Свободный монтаж (поэлементный метод наращивания конструкций в вертикальном положении);

Полупринудительный, когда ограничивается свобода движения элемента в результате применения кондукторов, манипуляторов и др.;

Принудительный, когда ограничивается свобода движения элементов на всём монтажном цикле в результате применения средств дистанционного управления.

Одноэтажные промышленные здания в зависимости от величины про-лёта, шага и высоты колонн разделяются на типы: лёгкий (тип) – пролёт 6…18м, высота 5…12м; средний – пролёт 18…30, высота 8…25м; тяжёлый – пролёт 24…36м, высота 18…30м.

Здания лёгкого типа монтируют раздельным методом, тяжёлого типа – комплексным, но основным методом монтажа является – смешанный метод.

Технология возведения подземной части.

В зависимости от объёмно-планировочных решений зданий и последо-вательности установки технологического оборудования различают три тех-нологические схемы производства работ:

- открытый способ . Первоначально выполняют все работы по возведе-нию подземной части и по спланированной площадке ведутся дальней-шие работы;

- закрытый способ . На каждом монтажном участке вначале выполняют-ся земляные работы и фундаменты под каркас здания. После монтажа каркаса, внутри здания, разрабатываются земляные сооружения под фундаменты оборудования и ведутся последующие работы;

- совмещённый способ . Разрабатывается общий котлован под фундамен-ты несущих конструкций, оборудование и инженерные сети. Выполне-ние фундаментов под оборудование совмещается с монтажом каркаса здания и готовится фронт работ под монтаж оборудования.

При необходимости может применятся комбинированный способ, объе-диняющий признаки вышеперечисленных способов.

При возведении подземной части выделяются следующие частные потоки:

Разработка котлованов и траншей;

Устройство фундаментов, в том числе под технологическое оборудование;

Устройство вводов инженерных коммуникаций и подпольных каналов;

Обратная засыпка пазух и планировка под полы;

Бетонная подготовка под полы и отмостки.

Фундаменты массой до 10т выполняются в сборном варианте, свыше 10 – в монолитном. При шаге колонн до 6м разработка отдельных котлованов нерациональна, поэтому монтаж фундаментов ведётся с транспортных средств в траншею. При шаге колонн более 6м монтаж может быть организо-ван как с предварительной раскладкой фундаментов, так и «с колёс».

После обратной засыпки пазух и послойного уплотнения грунта выпол-няется бетонная подготовка под полы.

Возведение надземной части.

В состав работ по возведению надземной части здания входят:

Монтаж сборных несущих и ограждающих конструкций;

Устройство кровли;

Производство специальных и отделочных работ.

Определяющим фактором при подборе технологии производства мон-тажных работ является выбор метода монтажа сборных несущих и огражда-ющих конструкций.

В зависимости от последовательности установки отдельных элементов конструкций подземной части применяют три метода монтажа: дифферен-цированный (раздельный), комплексный (совмещённый) и комбинированный (смешанный).

При дифференцированном методе монтируемые элементы каждой ячейки, пролёта или всего здания устанавливаются поочерёдно: колонны, подкрановые балки, фермы или балки покрытий, плиты, стеновые панели. Такой метод обеспечивает более высокую производительность, так как монтаж однотипных элементов не требует переналадки оснастки, но требуется большое число проходок крана.

При комплексном методе монтируемые элементы устанавливаются поочерёдно в пределах каждой ячейки здания. Это позволяет получать законченную монтажную продукцию (каркас), но приводит к снижению производительности труда, так как требует значительной переналадки монтажной оснастки в связи с большой разницей в массе разноимённых конструкций. Этот метод нельзя применять при заделке колонн в стаканы фундаментов бетонной смесью, так как по технологическим нормам требуется набор прочности бетона стыка не менее 70% от проектной. При использовании сварных и болтовых стыков этот метод остаётся предпочтительным.

При комбинированном методе часть сборных элементов (колонны, подкрановые балки, подстропильные фермы, наружные стеновые огра-ждения) можно устанавливать дифференцированным методом отдельными частными потоками в пределах одного пролёта, а другую часть (кровельные балки, стропильные фермы, плиты покрытия) – в пределах каждой ячейки здания комплексным методом в едином потоке.

Комбинированный метод является основным при монтаже одноэтажных зданий в сборном железобетоне.

Одним из важнейших вопросов при производстве монтажных работ является выбор направления движения монтажных кранов и мест их стоянок. Сокращение количества стоянок, особенно кранов с выносными опорами, ведёт к сокращению сроков монтажа.

В зависимости от принятой схемы движения монтажных кранов применяют продольную, поперечную или комбинированную проходки.

При продольной проходке крана сборка здания осуществляется отдельными пролётами, что позволяет совмещать процессы монтажа строительных конструкций и установки технологического оборудования.

Поперечная проходка крана применяется в случаях, когда объект при-нимается в эксплуатацию отдельными секциями, включающими все пролёты здания. Такая схема движения возможна в тех случаях, когда шаг колонн обеспечивает нормальное продвижение и работу монтажного крана. Этот тип проходки обычно применяют при возведении бескрановых зданий и при монтаже крупногабаритных плит покрытия большой массы.

Комбинированная проходка применяется в тех случаях, когда кроме монтажа несущих конструкций требуется произвести установку элементов встроенных систем. Частным случаем комбинированной проходки является – зигзагообразная проходка применяемая при больших пролётах между рядами колонн (для уменьшения вылета стрелы крана).

Продольная осевая проходка

Поперечная осевая проходка

Продольная проходка с попереч- ным перемещением

Зигзагообразная проходка

Рис.7.2. Схемы проходок

Количество проходок крана при монтаже несущего каркаса и стенового ограждения зависит от конструктивных особенностей здания. При наличии подстропильных конструкций рекомендуется четыре частных потока:

Установка колонн;

Монтаж подкрановых балок и подстропильных конструкций;

Установка стропильных конструкций и плит покрытия;

При отсутствии подстропильных конструкций монтаж подкрановых балок рекомендуется осуществлять в едином потоке с монтажом элементов покрытия и выполнять комплекс работ тремя потоками:

Установка колонн;

Монтаж подкрановых балок, стропильных ферм и плит покрытия;

Монтаж стенового ограждения.

Монтаж колонн.

В зависимости от величины пролёта, габаритов и массы - колонны монтируются при осевой или смещённой проходках крана. Для раскладки элементов используются краны на автомобильном ходу в сочетании со специальными транспортными средствами.

Установка колонн осуществляется методом свободного или ограничен-но-свободного монтажа. В первом случае для временного крепления и вывер-ки используются различные системы клиньев и инвентарных клиновых вкла-дышей, во втором – одиночные кондукторы. При высоте колонн >8 м и массе, превышающей 5т, применяют средства временного крепления в виде расчалок, прикрепляемых к специальным анкерам (для крайних колонн). После временного закрепления и выверки стыки колонн омоноличиваются мелкозернистым бетоном. Подача бетонной смеси производится вручную или с использованием пневмонагнетателей.

Монтаж подкрановых балок.

Подкрановые балки выполняются железобетонными или металлически-ми двух типоразмеров – для шага колонн 6 и 12м. Предпочтение следует отдавать металлическим, так как они обладают меньшей массой, более долговечны, их удобнее устанавливать, выверять и рихтовать.

Перед монтажом балки раскладываются вблизи мест установки на инвентарные стойки для технологической обработки торцов, крепёжных узлов и др. элементов.

Подкрановые балки устанавливаются безвыверочным методом или с последующей выверкой. Перед установкой балки на консоль колонны между анкерными болтами укладываются компенсаторы в виде металлических про-кладок толщиной 6…10мм. Набор этих прокладок позволяет производить выверку балок в проектное положение. Предварительно к колоннам крепят приставные или навесные лестницы-площадки, на которых располагаются монтажники. Для наводки балок в положение, близкое к проектному, испо-льзуют оттяжки. После проверки правильности положения, относительно контрольных рисок, балки фиксируются анкерными болтами, или сваркой.

Перемещение крана может осуществляться поочерёдно то в одну, то в другую стороны пролёта, чем обеспечивается необходимая последователь-ность монтажа.

Монтаж покрытий

Монтаж покрытия, выполненного из плит, по стропильным, подстро-пильным фермам или кровельным балкам ведётся комплексно, с использова-нием продольной или поперечной схем проходок монтажного крана. После-довательность работ следующая:

Выгрузка и раскладка балок, ферм и плит в зоне действия монтажного крана;

Установка элементов покрытия стреловыми самоходными кранами с предварительным их обустройством навесными люльками и временными ограждениями, страховочными канатами и оттяжками.

Поперечную проходку крана но использовать при монтаже сборных железобетонных конструкций бесфонарных бескрановых зданий с шагом колонн 12м и размерами плит покрытия 3х12м. В остальных случаях следует принимать продольную схему монтажа с осевой или с зигзагообразной проходкой. Конструкции монтируются как с транспортных средств, так и с предварительной их раскладкой в зоне действия крана.

Конструктивные системы зданий и материалы для устройства несущих конструкций надземных частей следует выбирать на основании:

Требований технического задания на проектирование;

Укрупненных технико-экономических показателей вариантов строительства;

Объемно-планировочных решений зданий;

Анализа работы конструктивных систем на восприятие расчетных нагрузок, а также особых воздействий при возникновении чрезвычайных ситуаций;

Требований по противопожарной защите;

Требований комплексной безопасности, включая антитеррористическую защищенность и устойчивость зданий к прогрессирующему обрушению.

Предельные горизонтальные перемещения верха высотных зданий с учетом крена фундаментов при расчете по недеформированной схеме в зависимости от h (где h - расстояние от верха фундамента до верха несущих конструкций покрытия) не должны превышать:

При h , м до 150 включ. - 1/500;

То же 200 - 1/600.

При высоте h от 150 до 200 м значения предельных горизонтальных перемещений следует определять по интерполяции.

Жесткость конструктивных систем зданий в условиях нормальной эксплуатации следует назначать из условий обеспечения нормальной работы инженерного и технологического оборудования зданий, а также комфортных условий пребывания людей по критерию ускорений колебаний.

Для обеспечения комфортного пребывания людей в высотных зданиях ускорение колебаний перекрытий пяти верхних этажей при действии ветровой нагрузки не должно превышать 0,08 м/с 2 .

При проектировании конструктивных систем зданий, их частей и отдельных элементов следует предусматривать материалы, обеспечивающие при проектных воздействиях упруго-пластическую работу бетона и упругую работу стали, а при особых воздействиях - развитие пластических деформаций в пределах, обеспечивающих локализацию возможных разрушений и общую устойчивость зданий.

10.2 Конструкции надземной части

Основными несущими элементами надземной части конструктивной системы высотного здания являются колонны, стены (диафрагмы, аутригеры), плиты покрытий и перекрытий.

Несущие конструкции здания должны отвечать требованиям долговечности и ремонтопригодности.

Для обеспечения наиболее благоприятных условий восприятия нагрузок и снижения деформативности конструктивных элементов несущего каркаса высотные здания рекомендуется проектировать с учетом симметричного распределения масс и жесткостей, а также равномерного распределения вертикальных нагрузок на колонны, пилоны каркаса, стены-диафрагмы, фундаменты и основания.

При этом рекомендуется, чтобы отношение высоты здания к минимальному размеру поперечного сечения здания удовлетворяло условию h /d 7 (где h - высота здания, d - минимальный размер поперечного сечения здания на уровне 2/3h ).

Площадь ядра жесткости (площадь внутри контура стен ядра жесткости) должна быть не менее 20 % площади этажа. Толщина стен, а также несущих простенков стеновых диафрагм жесткости может выполняться переменной по высоте здания. Основными конструктивными параметрами железобетонных стен являются: размеры поперечного сечения (толщина), класс бетона по прочности на сжатие и содержание вертикальной арматуры (коэффициент армирования). При проектировании рекомендуется принимать оптимальные конструктивные параметры стен, которые следует определять на основании технико-экономического анализа. При этом толщину стен следует принимать не менее 180 мм, класс бетона по прочности на сжатие - не менее С 20 / 25 , а коэффициент армирования - в пределах, установленных СНБ 5.03.01.

Основными конструктивными параметрами колонн является их высота (длина), размеры поперечного сечения, класс бетона по прочности на сжатие и содержание продольной и поперечной арматуры, количество которой определяется по величине усилий, установленных из статического расчета пространственного каркаса здания.

При проектировании рекомендуется принимать оптимальные параметры колонн, определяемые на основе технико-экономического анализа. При этом минимальный размер поперечного сечения колонн квадратного сечения следует принимать не менее 300 мм. Для конструкций внутренних опор подземной и надземной частей здания в пределах 1/5 высоты рекомендуется применять бетон класса не ниже С 30 / 37 . Для конструкций вышележащих этажей допускается производить снижение класса бетона, но не менее чем до класса С 20 / 25 .

Применение высокопрочных бетонов классов выше С 50 / 60 для сильно нагруженных колонн допускается только при условии осуществления научного сопровождения специализированной организацией.

Коэффициент продольного армирования колонн должен находиться в пределах, установленных СНБ 5.03.01.

В случаях, когда полученный коэффициент продольного армирования колонн превышает максимальные значения, установленные СНБ 5.03.01, рекомендуется применять сталебетонные, в том числе сталетрубобетонные, а также сталефибробетонные колонны.

Гибкость колонн и гибкость стен из плоскости (отношение l /i , где l - расчетная длина, i - радиус инерции поперечного сечения) следует принимать не более 60.

Повышение несущей способности вертикальных конструкций с учетом поступательного возрастания нагрузок от верхних до нижних этажей здания следует обеспечивать:

Увеличением коэффициента продольного армирования;

Увеличением класса бетона по прочности на сжатие;

Увеличением размеров сечений конструктивных элементов с учетом ограничений, установленных нормами;

Применение жесткой арматуры, в качестве которой рекомендуется применять прокатные стальные профили. Рекомендуется применять для сжатых элементов наиболее нагруженных этажей сталетрубобетонные элементы.

С целью повышения жесткостных характеристик здания и снижения его собственного веса, плиты перекрытий допускается выполнять предварительно напряженными в построечных условиях.

Конструктивные решения плит перекрытий (размеры сечения и армирование) должны обеспечивать необходимый предел их огнестойкости в соответствии с требованиями раздела 13.

Деформативность (прогибы) плит следует ограничивать в соответствии с учетом конструктивных, физиологических и эстетико-психологических требований. Прогибы плит не должны превышать следующих предельных значений:

При действии практически постоянного сочетания нагрузок - l /250;

При действии частого сочетания нагрузок после возведения перегородок -

Для восприятия усилий, возникающих при кручении несущего каркаса здания, в местах опирания плит на крайние вертикальные несущие конструкции рекомендуется размещать балки по внешнему периметру, располагая их в створе вертикальных несущих конструкций.

Железобетонные конструкции зданий следует проектировать по СНБ 5.03.01. При проектировании железобетонных монолитных конструкций следует предусматривать тяжелый бетон по СТБ 1544 класса по прочности на сжатие не менее С 20 / 25 и в соответствии с требованиями таблицы 5.2 СНБ 5.03.01. Характеристики бетонной смеси следует назначать из условий технологии производства бетонных работ и насыщения конструкции арматурными и закладными деталями и изделиями, а также другими элементами, размещаемыми в теле бетона.

Для армирования монолитных железобетонных конструкций следует применять стержневую арматуру периодического профиля. Арматурные изделия следует проектировать в виде каркасов, сеток и(или) отдельных стержней.

Требуемую длину зоны анкеровки рабочей арматуры, определяемую согласно СНБ 5.03.01, следует обеспечивать заведением за расчетное сечение или устройством отгибов или крюков. В случае использования арматуры с винтовым профилем допускается применение навинчивающихся на стержни анкерных устройств.

Арматурные изделия, а также соединения отдельных стержней следует проектировать вязаными. Соединения по длине отдельных стержней с винтовым профилем допускается устраивать с применением соединительных муфт.

Сварные соединения арматурных изделий и отдельных стержней не допускаются.

Устройство сварных соединений допускается только в элементах монтажной арматуры до их установки в проектное положение, а также в закладных деталях, не воспринимающих усилия от конструктивных элементов зданий (например, для крепления элементов инженерных коммуникаций, средств информации и др.).

Сталежелезобетонные конструкции зданий следует проектировать с применением сборных стальных элементов заводского изготовления и монолитного железобетона. Укладку бетона следует предусматривать только по окончании монтажа и фиксации в проектном положении стальных элементов сталежелезобетонных конструкций.

При проектировании конструкций других типов (колонны, ригели и др.) следует учитывать требования СНБ 5.03.01, СНиП II-23 и ТКП 45-5.03-16.

Класс бетона по прочности на сжатие для сталежелезобетонных конструкций следует назначать с учетом требований СНБ 5.03.01, но во всех случаях принимать не ниже С 20 / 25 .

Металлические конструкции, связи, крепежные элементы, закладные детали должны быть надежно защищены от коррозии, в том числе электрохимической, или выполняться из коррозионностойкой стали.