Теличенко - Технология возведения зданий и сооружений

Теличенко, В.И.

Технология возведения зданий и сооружений: Учеб. для строит, вузов/В.И. Теличенко, О.М. Терентьев, А.А. Лапидус— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Высш. шк., 2004.— 446 с; ил.

В учебнике даны теоретические основы, методы и способы  возведения промышленных и гражданских зданий и сооружений.  Последовательно рассмотрены общие вопросы строительных технологий,  возведения подземных сооружений, зданий и сооружений из конструкций заводского изготовления, монолитного железобетона с использованием современных индустриальных опалубок, технология возведения зданий в условиях плотной городской застройки, на техногенно-загрязненных территориях, в экстремальных и зимних условиях, при реконструкции зданий.

Для студентов строительных специальностей вузов. Может быть  использован студентами средних профессиональных учебных заведений, а также специалистами в данной области.

© ФГУП «Издательство «Высшая школа». 2004

ПРЕДИСЛОВИЕ

В строительстве, как одной из базовых отраслей  экономики, происходят серьезные структурные изменения.  Увеличилась доля строительства объектов непроизводственного  назначения, значительно возросли объемы реконструкции зданий, сооружений, городских микрорайонов, а также требования, предъявляемые к качеству работ, защите окружающей среды, продолжительности инвестиционного цикла сооружения  объекта. Возникают новые взаимоотношения между участниками строительства, появляются элементы состязательности и  конкуренции. Резко изменился масштаб цен, стоимостных  показателей, заработной платы, ресурсопотребления.

В условиях рыночной экономики несоизмеримо более  ощутимыми становятся последствия принимаемых строителями  организационно-технологических и управленческих решений. Происходящие изменения должны сопровождаться  преобразованием систем организационно-технологической подготовки, проектирования, формирования и управления строительными технологическими процессами на строительном объекте. Эти изменения не могут не коснуться системы подготовки  специалистов для строительной отрасли. Важное значение здесь имеет наличие современной  учебно-методической литературы, ее постоянное обновление и  совершенствование. При этом одним из принципов разработки учебников и учебных пособий, по мнению авторов, является системность и преемственность при изложении учебного  материала и изучении дисциплин  организационно-технологического цикла студентами строительных специальностей.

Студенты, обучающиеся по специальности «Промышленное и гражданское строительство», последовательно изучают  дисциплины, которые могут быть объединены общим понятием «строительные технологии». К ним относятся основы теории строительных технологий, технологии заводского производства конструкций, технологии строительных процессов и возведения зданий и сооружений, организация и управление при  осуществлении перечисленных выше производственных процессов и работ. Никогда ранее преподавание дисциплин, относящихся к строительным технологиям, не рассматривали как этапы  единого комплекса. Предлагаемые для изучения курсы были  достаточно объемны и представительны, но в них не было принципа преемственности, когда каждый следующий курс неразрывно связан с предыдущим.

В связи с этим у преподавателей Московского  государственного строительного университета (МГСУ) возникла идея  написания серии учебников и учебных пособий, объединенных  единой рубрикой — «Строительные технологии». Такой подход, по мнению авторов, позволит выдержать единый стиль изложения материала, избежать повторов основных терминов и  определений, предложить студенту тот комплекс учебников, который  будет удовлетворять его требованиям на протяжении практически всего времени обучения в вузе. Для реализации поставленной задачи была создана редакционная коллегия в составе чл.-кор. РААСН, д-ра техн. наук, проф. В.И. Теличенко, д-ра техн. наук, проф. А.А. Лапидуса, канд. техн. наук, проф. О.М. Терентьева, которая запланировала под рубрикой «Строительные  технологии» выпуск следующих книг: «Основные понятия  строительных технологий», «Технология заводского производства изделий и конструкций», «Технология строительных процессов»,  «Технология возведения зданий и сооружений», «Проектирование и создание организационных структур управления строительными технологиями».

Книги рубрики рассчитаны не только на студентов, но  могут быть интересны широкому кругу читателей — от  строителя-практика, повышающего свой профессиональный уровень, до научного сотрудника. При этом в рубрику могут войти и другие книги, позволяющие дополнить представление о  строительных технологиях.

Авторы выражают благодарность канд. техн. наук, доц. С.Л. Герману за участие в написании гл. 28, а также  коллективу кафедры технологии строительного производства  Ростовского государственного строительного университета и первому заместителю генерального директора ЗАО «Моспромстрой», канд. техн. наук О.П.Лянгу за замечания, высказанные при рецензировании рукописи.

Авторы

ВВЕДЕНИЕ

Строительство является одной из основных сфер  производственной деятельности человека. В результате строительного производства создается законченная строительная  продукция — здание или сооружение определенного функционального назначения. Многообразие конструкций зданий и сооружений порождает необходимость разработки и применения широкого спектра строительных технологий. Ведущим элементом любой строительной технологии является строительный процесс.

Основы теории и практики строительных процессов  изучают в дисциплине «Технология строительных процессов».  Состав и структуру строительных технологий рассматривают в дисциплине «Технология возведения зданий и сооружений». Изучение данной дисциплины базируется на знаниях в  области строительных материалов и изделий, принятия  архитектурно-планировочных решений, конструктивных систем зданий и сооружений, организации и управления строительством,  строительных машин, охраны труда и техники безопасности. Строительные технологии, изучаемые в дисциплине  «Технология возведения зданий и сооружений», включают в себя технологии возведения зданий и сооружений из сборных,  монолитных и сборно-монолитных, деревянных, кирпичных  конструкций. Перечень технологий строительного производства велик, они постоянно обновляются, прогрессируют,  развиваются. Основные направления дальнейшего совершенствования строительных технологий связаны с решением задач  ресурсосбережения, повышения уровня гибкости строительных  технологий, их безопасности, качества, снижения нагрузки на  окружающую природную и социальную среду.

Особенностью данного учебника является то, что в нем рассмотрен широкий диапазон условий, в которых  осуществляется возведение современных зданий и сооружений:  строительство и реконструкция зданий в условиях плотной  городской застройки, возведение зданий и сооружений на техногенно-загрязненных грунтах, производство строительно-монтажных работ в зимних условиях. Уделено достаточное внимание применению современных опалубочных систем, в том числе производимых ведущими зарубежными фирмами.

В данном учебнике последовательно рассмотрены пять основных разделов учебного курса «Технология возведения зданий и сооружений»: основные положения строительных технологий; особенности возведения подземной части зданий и сооружений; технологии возведения зданий из сборных  конструкций; технологии возведения зданий из монолитного  железобетона; технологии возведения зданий и сооружений в особых условиях производства работ.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

В первом разделе учебника рассмотрены вопросы  технологического проектирования и подготовительных работ к осуществлению строительства. Приведены особенности проекта  организации строительства, проекта производства работ на комплекс строительства, отдельное здание, отдельную работу, особенности технологической карты, карты трудовых процессов.

Взаимосвязь процессов и работ рассмотрена с точки зрения их совместимости и последовательности. Проанализированы специфические особенности последовательного, параллельного и поточного методов производства работ.

Назначение, состав и правила проектирования объектных стройгенпланов показаны в увязке с проектированием  генеральных планов строительства. Уделено необходимое внимание прокладке и конструкции временных дорог, расположению складов, открытому и закрытому складированию материальных ресурсов строительства. Проанализирована специфика подготовительного периода строительства — создание геодезической разбивочной основы, рассмотрены вопросы расчистки и предварительной планировки территории перед началом строительства, отвода поверхностных и фунтовых вод, обустройства и подготовки площадки к  основному этапу строительства. Особенно важными являются  проблемы обеспечения экологической безопасности строительства.

Глава 1

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Общие положения

Технологическое проектирование предназначено для  разработки оптимальных технологических решений и определения необходимых организационных условий выполнения строительных процессов, работ, возведения здания или сооружения в  целом. Целью проектирования производства работ является выбор технологии и организации их выполнения, которые позволят осуществить возведение объекта в требуемые сроки, при  надлежащем качестве и при снижении себестоимости работ. 

Оптимальное решение может быть достигнуто на базе типизации  проекта, заложенной в него индустриализации возведения каркаса здания и всего цикла отделочных работ, применения  комплексной механизации и передового электрифицированного ручного инструмента.

По действующим нормативам возведение любого  сооружения может осуществляться по предварительно разработанным и утвержденным проектам организации строительства и  проекту производства работ. Технологическое проектирование  является частью проектной документации, разрабатываемой при строительстве объекта. Выполнение технологического  проектирования процессов должно быть предусмотрено на всех  стадиях создания проекта: технико-экономического обоснования (стадия проект), рабочей документации, производства работ.

Технологическое проектирование строительства включает в себя:

• проект организации строительства (ПОС);

• проект производства работ (ППР);

• технологические карты на сложные строительные процессы;

• карты трудовых процессов;

• технологические схемы выполнения операций.

Проект организации строительства (ПОС) является основной составной частью проекта или технорабочего проекта  сооружения. При двустадийном проектировании последовательно  выполняются стадии «проект» и «рабочая документация»; для  отдельных возводимых объектов проектирование может выполняться в одну стадию, когда разрабатывается «технорабочий проект». ПОС определяет продолжительность  строительства объекта, его стоимость, потребность в материалах и  необходимом оборудовании.

Разрабатывает ПОС генеральная проектная организация или по ее заказу проектная организация-разработчик  строительной части сооружения. Для крупных и особо сложных  объектов с особо ответственными или новыми несущими и ограждающими конструкциями отдельные разделы ПОС могут разрабатывать специализированные организации. ПОС должен включать весь комплекс сооружений на объекте и его  разрабатывают на весь период строительства комплекса. Если  крупный объект предусмотрено возводить по частям или очередям, то наряду с разработкой ПОС на весь объект могут быть  предусмотрены самостоятельные, более детально проработанные проекты организации строительства на отдельные очереди  возведения комплекса.

Проект производства работ (ППР) разрабатывают для  здания в целом, отдельных циклов возведения здания, сложных строительных работ. ППР разрабатывается на этапе,  непосредственно предшествующем производству работ.

Строительство любого объекта допускается осуществлять только на основе предварительных решений, принятых в ПОС или ППР.

Технологические карты разрабатывают для сложных  процессов и простых строительных работ. Карты трудовых процессов подготавливают для выполнения простых технологических процессов.

Технологические схемы проектируют для рабочих в целях разъяснения оптимального выполнения отдельных операций.

1.2. Специфика разработки ПОС и ППР

В состав проекта организации строительства входят:

• календарный план производства работ с указанием сроков и очередности возведения всех зданий и сооружений,  составляющих комплекс, с распределением капитальных вложений и объемов строительно-монтажных работ по отдельным  сооружениям. При строительстве комплекса дополнительно  разрабатывают календарный план на подготовительный период работ;

• строительные генеральные планы на подготовительный и основной периоды строительства, на которых должны быть обозначены все существующие и подлежащие сооружению здания, подъездные пути, площадки под складами для укрупнительной сборки конструкций или бетонный узел, зона для инвентарного бытового городка, временные и постоянные  инженерные сети, включая электроэнергию, типы монтажных и других механизмов, их расположение и пути перемещения.

Для объектов, где склады или бытовой городок можно  расположить только за пределами площадки строительства,  разрабатывают ситуационный план, охватывающий все площадки,  относящиеся к возводимому объекту:

• ведомости объектов (входящих в возводимый комплекс) монтажных, общестроительных и специализированных работ, с выделением работ и их объемов по отдельным зданиям и  сооружениям, а также по основным периодам строительства;

• ведомость потребности в конструкциях, изделиях,  материалах, оборудовании, рассчитанная по укрупненным  показателям, на весь комплекс, или только на его основные  сооружения;

• график потребности в основных строительных машинах и транспортных средствах на весь период строительства;

• график потребности в рабочих основных строительных специальностей;

• пояснительная записка с характеристикой условий  строительства с обоснованием принятых методов производства  работ и возможности совмещения различных работ по срокам выполнения, потребности в материалах, основных механизмах, транспортных средствах, энергетических ресурсах, временных зданиях и сооружениях, складских площадях. В записке  должны быть обоснованы предлагаемые сроки возведения всего комплекса сооружений, распределение осваиваемых средств по годам и кварталам, увязанная со сроками работ потребность в рабочих кадрах, строительных материалах и т. п.

В проекте организации строительства разрабатывают,  проектируют и увязывают:

• согласованную работу всех участников строительства  объекта с координацией ее генеральным подрядчиком;

• комплектную поставку материальных ресурсов на все здание, этаж или захватку в соответствии с календарным  планом производства работ;

• возведение зданий и сооружений индустриальными  методами на основе комплектно поставляемых конструкций или блоков высокой заводской готовности;

• выполнение строительных, монтажных и специальных работ поточными методами (желательно на основе бригадного подряда);

• высокую культуру ведения работ и строгое соблюдение правил техники безопасности;

• соблюдение требований по охране окружающей среды.

Проект организации строительства является обязательным для заказчика, подрядных организаций, а также для  организаций, которые осуществляют финансирование и  материально-техническое обеспечение возведения объекта.  Финансирование строительства может быть открыто при наличии проекта организации строительства или проекта производства работ (если ПОС не разрабатывается).

Проект производства работ (ППР) на весь комплекс работ по объекту и на подготовительный период на основании ПОС разрабатывает генеральная подрядная организация. Для отдельных сложных или впервые внедряемых видов работ ППР разрабатывают специализированные монтажные или  проектные организации.

Проект производства работ в зависимости от возможной продолжительности строительства объекта, объемов и  сложности отдельных видов работ по решению строительной  организации может быть разработан на:

• строительство здания или сооружения в целом;

• возведение отдельных частей здания — подземная или надземная части, секция, пролет, этаж, ярус;

• выполнение отдельных технически сложных  строительных работ;

• работы подготовительного периода.

Современные конструкции, специфика монтажа или  возведения монолитных конструкций зданий и сооружений,  неординарность применяемых методов их возведения требуют  специальных инженерных решений по организации, механизации и технологии строительства. Основные  организационно-технологические решения по производству монтажных работ  содержатся в ППР —проекте производства работ, который  разрабатывают для:

• определения наиболее эффективных способов  выполнения строительно-монтажных работ;

• снижения всех видов затрат;

• сокращения продолжительности строительства;

• наиболее полного использования средств механизации;

• обеспечения безопасности производства работ.

Проект производства работ на строительство здания или сооружения разрабатывают на основе задания, которое выдает строительная или монтажная организация как заказчик  производства работ.

Исходными материалами для разработки ППР являются:

• задание на разработку ППР от заказчика;

• ранее разработанный ПОС на этот объект строительства;

• необходимая проектная документация — рабочие чертежи, расчеты;

• учет специфики строительства — условия поставки  конструкций, материалов и деталей, наличие строительных машин и транспортных средств, обеспечение рабочими кадрами;

• документация и расчеты по осуществленному  строительству аналогичных зданий и сооружений.

В задании должны быть указаны сроки подготовки  требуемой документации и дополнительно приложены для  оптимального проектирования ППР график производства работ и смета, комплект рабочих чертежей металлоконструкций, чертежи на сборный железобетон, чертежи монтажных узлов и  спецификации, данные о согласованных сроках поставки монтируемых конструкций. Срок разработки ППР напрямую зависит от  характера сооружения, объемов монтажных работ, их сложности.

1.3. Состав и содержание ППР на строительство отдельного здания

1. Календарный план производства работ по объекту или комплексный сетевой график, в которых устанавливаются  последовательность и сроки выполнения всех работ с  максимально возможным их совмещением, нормативное время работы строительных машин, потребность в трудовых ресурсах и  средствах механизации, работы, поручаемые отдельным бригадам или коллективам, их количественный и профессиональный состав.

2. Строительный генеральный план (стройгенплан), который включает:

• границы строительной площадки, виды ее ограждения;

• постоянные и временные сети и коммуникации;

• постоянные и временные дороги;

• схемы движения транспортных средств и строительных механизмов;

• места установки строительных машин и грузоподъемных механизмов с указанием путей их перемещения и зон действия;

• строящиеся и временные здания и сооружения;

• зоны мойки автотранспорта;

• расположение бытовых помещений;

• пути движения рабочих, проходы в здания и сооружения;

• источники электроснабжения и освещения стройплощадки;

• площадки и помещения складирования материалов и конструкций;

• расположение противопожарного водопровода и гидрантов;

• площадки укрупнительной сборки конструкций;

• контрольно-пропускные пункты охраны.

3. Технологические карты и схемы на выполнение  отдельных работ или процессов.

4. Графики поступления на объект конструкций, изделий и материалов.

5. Графики потребности в рабочих на объекте.

6. Графики работы основных строительных машин.

7. Решения по производству геодезических работ.

8. Решения по технике безопасности.

9. Перечень технологического инвентаря и оснастки для выполнения строительных работ, схемы строповки грузов и конструкций.

10. Пояснительная записка, включающая  технико-экономические показатели.

Для строительства сооружений с особо сложными  конструкциями или методами производства работ дополнительно к ППР разрабатывают рабочие чертежи на специальные  вспомогательные сооружения, приспособления, устройства и  технологические решения:

• оснастку и приспособления для транспортирования и монтажа уникального оборудования, конструкций,  строительных объемных элементов;

• специальные опалубки — сводов-оболочек, несъемную и скользящую;

• устройства для производства работ по понижению уровня фунтовых вод, искусственному замораживанию фунтов,  закреплению и повышению несущей способности фунтов —  цементации, силикатизации, обжигу и др.;

• шпунтовые офаждения котлованов и траншей;

• защитные приспособления и мероприятия при  буровзрывных работах.

1.4. Состав ППР на возведение надземной части здания

Проект производства работ следует разрабатывать на  вариантной основе, т. е. сопоставляя эффективность вариантов  основных решений. Задачи, решаемые при проектировании  строительных технологий:

• применение передовых строительных конструкций;

• поточное производство работ с равномерной загрузкой оборудования и рабочих;

• разработка прогрессивных методов организации  строительства;

• применение передовых технологий и методов  производства работ, совмещение работ по возведению каркаса здания с общестроительными;

• эффективные средства механизации производства работ и комплексная механизация для сокращения ручного труда;

• эффективные схемы комплектации объекта конструкциями;

• рациональные решения по доставке и складированию конструкций;

• оборудование площадки укрупнительной сборки  конструкций;

• обеспечение непрерывности производства работ,  исключение технологических перерывов;

• обеспечение прочности и устойчивости сооружения на всех этапах производства работ;

• обеспечение машин и механизмов энергоресурсами, водой;

• использование рационального и универсального  монтажного оснащения;

• широкое применение средств малой механизации;

• применение прогрессивных временных сооружений —  бытовок передвижного, контейнерного и сборно-разборного типов;

• сокращение числа и площадей приобъектных складов;

• монтаж с транспортных средств;

• организация возведения каркаса и выполнения  сопутствующих работ в 2...3 смены;

• обеспечение нормальных условий для безопасного труда и отдыха рабочих.

Проектирование технологий возведения надземной  (подземной, отдельной секции и т. п.) части здания, сооружения должно базироваться на следующих принципах:

• изучении объемно-планировочного и конструктивного  решений здания;

• предварительном анализе способов производства работ, приемлемых для использования основных монтажных  механизмов;

• составлении спецификации сборного железобетона,  определении номенклатуры и максимальной массы изделий;

• определении потребности в материалах и полуфабрикатах (общее количество и необходимость поставки отдельных  материалов в конкретные сроки);

• расчете трудоемкости работ, примерных затрат машинного времени;

• определении допустимых сроков возведения каркаса  здания;

• первичном анализе и оценке вышеуказанных материалов.

В оптимальном технологическом решении должны быть, в частности, отражены принципиальные, с точки зрения  производства работ, моменты:

• необходимое число монтажных кранов и число смен  монтажа в сутки;

• выбор наиболее подходящих по техническим параметрам и наиболее дешевых при экономическом сравнении  монтажных механизмов;

• подбор современных, наиболее надежных, универсальных и индустриальных средств механизации, такелажа,  приспособлений.

Проектирование технологий возведения здания является завершающим этапом работ, базирующимся на принятии всех первичных решений.

Основной, обобщающий документ — календарный график (план) производства работ. Его составляют на основе объемов монтажных и сопутствующих работ, их трудоемкости и  принятых методов производства работ, он устанавливает:

• последовательность, взаимосвязь и сроки выполнения  отдельных работ;

• число применяемых монтажных кранов и сроки их  использования;

• потребность в рабочих кадрах на период возведения  каркаса здания в целом и по специальностям;

• принимаемое число смен работы в сутки и номенклатуру работ, выполняемых в ту или иную смену;

• общую продолжительность возведения каркаса здания в днях;

• состав комплексной бригады рабочих и  специализированных звеньев.

1.5. Состав и содержание ППР на отдельный вид технически сложных работ

Проект производства работ часто разрабатывается на особо сложные для выполнения монтажные, отделочные или  специальные работы. В состав ППР на монтаж сборных конструкций входят:

• календарный (посменный, почасовой) график  производства работ по объекту, совмещенный с графиками потребности в рабочих кадрах и механизмах;

• строительный генеральный план на данный вид работ с расстановкой необходимых кранов, путями их перемещения, организацией складского хозяйства и разрешенными зонами перемещения в пределах площадки;

• методы и схемы производства работ и при необходимости технологическая карта (карты) производства работ с  указанием обязательно проводимых и контролируемых  геодезических работ;

• технико-экономические показатели по проекту  производства работ;