Монолитное и приобъектное бетонирование

Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА Кафедра: «Строительное производство»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Технология заводского производства ЖБИ,

монолитного и приобъектного бетонирования"

на тему:

«Монолитное и приобъектное бетонирование»

Выполнил студент гр. ПК-51

Пархомцов С. Н.

Принял к.т.н., доцент Яшина Т.В.

• 1 Технология монолитного и приобъектного бетонирования
• 1.1 Арматурно-опалубочный чертеж монолитной конструкции, ее описание и номенклатура работ
• 1.2 Проектирование состава бетона
• 1.2.1 Расчет номинального состава бетона и его корректировка с учетом влажности заполнителей
• 1.2.2 Подбор состава бетона химическими добавками
• 1.3 Технологическая карта на бетонирование монолитной конструкции
• 1.3.3 Калькуляция трудовых затрат
• 1.3.4 Пооперационные графики производства работ
• 1.4 Расчет трудозатрат и затрат средств механизации
• 1.5 Расчет потребности в основных строительных материалах и конструкциях
• 1.6 Организационно-технологические схемы возведения объекта (выбор кранов)
• 2 Интенсификация бетонных работ при отрицательной температуре
• 2.1 Выбор метода и технологические расчеты
• 3 Статистический контроль прочности бетона
• 3.1 Анализ прочности изделий в партии
• 3.2 Оценка достоверности повышения прочности бетона при применении разного вида заполнителей
• 3.3 Оценка изменчивости прочности легкого и тяжелого бетона
• 3.4 Определение количества образцов (наблюдений)
• 3.5 Статистическая обработка результатов испытаний бетона на сжатие
• 4 Охрана труда и техника безопасности в технологии производства железобетонных изделий
• Литература
• 1. Технология монолитного и приобъектного бетонирования

1.1 Арматурно-опалубочный чертеж монолитной конструкции, ее описание и номенклатура работ

Основным направлением развития массового жилищного строительства является сборное, панельное домостроение. Однако более 35% объемов жилищного строительства осуществляется еще недостаточно индустриальными методами. Поэтому индустриальные методы монолитного домостроения рассматриваются как резерв повышения общего уровня дальнейшей индустриализации строительства. Производственный эксперимент по применению различных конструктивно-технологических методов монолитного домостроения позволил сформировать теоретические основы рациональных сфер применения монолитного бетона, технических решений конструкций зданий и опалубок, а также разработать ряд нормативных и методических документов по проектированию, строительству и сравнительной технико-экономической оценке гражданских зданий из монолитного бетона.

Возведенные жилые и гражданские здания, как правило, отличавшиеся высоким качеством архитектурных решений. Анализ показал, что монолитное домостроение по большинству технико-экономических показателей имеет преимущества по сравнению с кирпичным домостроением, а в ряде случаев и с крупнопанельным: единовременные затраты на создание производственной базы меньше, чем в кирпичном на 35% и чем в крупнопанельном на 40−45%; расход стали в конструкциях снижается на 7−25% по сравнению с крупнопанельным (экономия увеличивается по мере повышения этажности); расход стали на опалубку с учетом оборачиваемости форм снижается на 1,5 кг на 1 м² общей площади в сборных конструкциях до 1 кг в монолитных. Энергетические затраты на изготовление и возведение монолитных конструкций уменьшается на 25−35% по сравнению со сборными и кирпичными: трудовые затраты снижаются в среднем на 25−30%, а продолжительность строительства сокращается на 10−15% по сравнению с кирпичным. Стоимость строительства с учетом зданий по этажности, архитектурно-планировочным решением и действующих чем на материалы и конструкции в среднем на 10% ниже, чем кирпичного, и на 5%, чем крупнопанельного.

К достоинствам монолитного домостроения следует также отнести возможность с минимальными затратами получить разнообразные объемопространственные решения, повысить эксплуатационные качества зданий. При этом сокращается инвестиционный цикл (проектирование зданий и производственной базы — создание базы — строительства).

Недостатками монолитного домостроения являются более высокая по сравнению с крупнопанельным продолжительность строительства и трудоемкость на строительной площадке при одинаковых показателях суммарных трудовых затрат, удорожание бетонных работ при отрицательных температурах.

Стены армируют сварными или вязанными каркасами с рабочей арматурой класса S-400. Коэффициент продольного армирования должен быть не менее 0,2…0,4%. Шаг поперечных стержней принимают не более 20d для сварных и 15d для вязаных каркасов, где d? 16 мм. — диаметр продольных стержней.

Схему армирования бетонируемой конструкции (захватки) принимают по справочным (литературным) или проектным данным. Приводят эскизы арматурных элементов, схемы армирования и данные по сортаменту и расчетным характеристикам используемой арматурной стали. Принимают и описывают условия изготовления арматурных элементов, их доставки, хранения, укрупнительной сборки (при наличии) и другие данные по технологии арматурных работ.

С целью снижения трудоемкости на монтаже и повышения качества работ необходимо: шире использовать унифицированные арматурные заготовки (сетки); механизмы для монтажа арматуры; применять укрупненные арматурные заготовки (каркасы, сетки); применять армоопалубочные блоки, в которых на жесткие армокаркасы навешивают опалубочные щиты и короба; применять наиболее эффективные способы стыковки, в частности ванную сварку.

Рисунок 1 — Арматурно-опалубочный чертеж стены подвала

При армировании и в процессе бетонирования необходимо обеспечить указанную в проекте толщину защитного слоя. Она зависит от вида конструкций

Для устройства защитного слоя между арматурой и опалубкой устанавливают прокладки из бетона, пластмассы и других материалов. С этой целью также к пространственным и плоским армокаркасам приваривают отрезки стержней (коротыши), упирающиеся в опалубки и исключающие касание арматурной опалубки.

Стены армируют до установки опалубки, если армокаркасы достаточно жестки, при двусторонней опалубке, если позволяет толщина стены, и при опалубке, установленной с одной стороны.

Если арматура поступила на объект в виде отдельных стержней, ее собирают в армокаркасы у места монтажа на специальных козелках и затем помещают в опалубку. Отдельные стержни армосеток устанавливают в проектное положение по месту.

Складируют арматуру на объекте в том порядке, который принят для монтажа. Стержни, сетки и другие элементы укладывают так, чтобы их легко можно было найти. Для обеспечения бесперебойного ведения монтажа на объекте создают запас арматурных заготовок не менее чем на трехсменную потребность.

Арматуру складируют на центральных (базисных) и приобъектных складах. Центральные склады используют для приемки, длительного хранения, укрупнительной сборки и подготовки арматурных заготовок. Центральные склады устраивают только при больших объемах работ и длительной их продолжительности. Приобъектные склады организуют у места установки арматуры, в зоне действия кранов, обслуживающих объект. Их рассчитывают на хранение пятидневного запаса арматуры.

Территория складов должна иметь хорошие подъезды, покрытие из щебня или гравия, а также необходимые уклоны и водоотводные канавы. Центральные склады оборудуют кранами, стеллажами, стендами и другими устройствами для складирования арматуры, а также электрическим освещением. Приобъектные склады оборудуют простейшими стеллажами.

Штабеля арматуры размещают так, чтобы между ними были проезды для транспорта и проходы для людей. Пакеты сеток и каркасов, пучки стержней, а также отдельные штабеля нужно снабжать специальными табличками (бирками) с указанием марки арматуры, ее количества, номера заказа и позиции по заказной спецификации. Высота штабеля не должна превышать 1,5 м.

Арматура не должна соприкасаться с грунтом. Для этого ее укладывают на деревянные, стальные или бетонные подкладки. Условия хранения арматуры на складах должны исключать ее коррозию, загрязнение, поломки и деформации.

Штабеля и крупногабаритные арматурные заготовки располагают длинной стороной вдоль автодорог или железнодорожных путей, чтобы упростить погрузочно-разгрузочные операции.

Во избежание повреждений арматурных заготовок при монтаже строповать их следует в строго определенных точках. Места строповки длинномерных и пространственных элементов должны быть определены проектом производства работ и отмечены на каркасах несмываемой краской.

Сетки стропуют в четырех точках с помощью пространственной траверсы, каркасы — с помощью двухконцевых стропов или траверс.

Арматуру можно устанавливать только после проверки опалубки, подписания акта и составления на нее исполнителей схемы. Необходимо проверить установку закладных деталей, труб и других элементов, остающихся в бетоне.

Монтаж арматуры ведут специализированные звенья арматурщиков. Состав и количество звеньев определяются видом монтируемой арматуры и объемом работ. Последовательность установки арматуры должна быть такой, чтобы ранее установленные элементы не затрудняли последующий монтаж и была обеспечена устойчивость установленной арматуры.

• 1.2 Проектирование состава бетона

1.2.1 Расчет номинального состава бетона и его корректировка с учетом влажности заполнителей

Подбор состава бетона следует производить в соответствии с требованиями СТБ 1182−99 с целью получения бетона в конструкциях с прочностью и другими показателями качества, установленными государственными стандартами, техническими условиями или проектной документацией на эти конструкции, при минимальном расходе цемента или другого вяжущего.

Подбор номинального состава бетона производят при организации производства новых видов конструкций, изменении нормируемых показателей качества бетона или бетонной смеси, технологии производства, поставщиков, вида или марок применяемых материалов, а также при разработке и пересмотре производственных норм расхода материалов.

Рабочие составы бетона назначают при переходе на новый номинальный состав и далее при поступлении новых партий материалов тех же видов и марок, которые принимались при подборе номинального состава, с учетом их фактического качества. При назначении рабочих составов их проверяют в лабораторных или производственных условиях.

В дальнейшем по результатам операционного контроля качества материалов данных партий и получаемой из них бетонной смеси, а также приемочного контроля качества бетона производят корректировку рабочих составов.

Рабочую дозировку назначают по рабочему составу бетонной смеси с учетом объема приготовляемого замеса.

Подбор состава бетона должен выполняться лабораторией предприятия-изготовителя бетонной смеси по утвержденному заданию, разработанному технологической службой этого предприятия.

Результаты подбора номинального состава бетона, отвечающего требованиям утвержденного задания, должны быть оформлены в журнале подбора состава бетона и утверждены главным инженером предприятия-изготовителя бетонной смеси. Рабочие составы и дозировки подписываются начальником лаборатории или другим лицом, ответственным за подбор состава бетона.

Задание, журнал подбора номинального состава бетона, ведомости рабочих составов и листы рабочих дозировок вместе с дубликатами документов о качестве на соответствующие партии бетонной смеси или конструкций следует хранить на предприятии-изготовителе.

Расчет ориентировочного состава бетона.

Исходные данные для проектирования состава бетонной смеси:

Тяжелый бетон; ;

Фракция 5 — 20 мм; ОК= 2.5см;

Качество заполнителей среднее;

Песок: = 1500 кг/м³; = 2500 кг/м³;

Цемент: = 1100 кг/м³; = 3100 кг/м³;

Щебень: = 1600 кг/м³; = 2700 кг/м³;

= 42 МПа; = 39,3 МПа; = 1,4 мм.

Расчет состава бетона выполняют в следующей последовательности:

Определяют водоцементное отношение В/Ц — отношение массы воды к массе цемента из условий получения требуемого класса бетона в зависимости от активности цемента и качества материалов по формулам:

при В/Ц0,4

при В/Ц0,4

где и — коэффициенты, учитывающие качество материалов (А₁=0,60); — активность цемента, МПа;

— предел прочности бетона на сжатие, МПа.

Определяют расход воды В, кг/м³, в зависимости от удобоукладываемости бетонной смеси, вида и крупности заполнителя ориентировочно или на основании предварительных испытаний:

В = 190 кг/м³.

Определяют расход цемента Ц, кг/м³, по известному В/Ц и водопотребности бетонной смеси:

где В = 190 кг/м³ — расход воды;

В/Ц — отношение массы воды к массе цемента.

Нормы расхода цемента не должны превышать типовые по СНиП 5.01.23−83.

Для неармированных сборных изделий минимальная норма расхода цемента должна быть не менее 200 кг/м³, для железобетонных изделий — не менее 220 кг/м³.

Определяют расход крупного заполнителя Щ, кг/м³, по формуле:

гдепустотность щебня в рыхлонасыпанном состоянии, подставляется в формулу в виде коэффициента;

насыпная плотность щебня, кг/м³;

истинная плотность щебня, кг/м³;

коэффициент раздвижки зерен щебня.

Тогда кг.

Определяют расход песка П, кг/м³, по формуле:

где Ц, В, Щ — расход цемента, воды, щебня в килограммах на 1 м³ бетонной смеси;

истинная плотность материалов, кг/м³.

кг.

В результате проведенных расчетов получаем следующий ориентировочный номинальный состав бетона, кг/м³:

Цемент…317 кг;

Вода…190 кг;

Песок…482 кг;

Щебень…1395 кг.

Плотность бетона:

кг/м³.

Корректировка плотности бетона.

Для получения проектной плотности бетона, сохраняя водоцементное отношение, увеличиваем расход щебня до 1441 кг, песка до 498 кг.

В итоге получаем:

Цемент…317 кг;

Вода…190 кг;

Песок…498 кг;

Щебень…1441 кг.

Плотность бетона:

кг/м³.

Корректирование состава бетона с учетом влажности заполнителей

Влажность заполнителей составляет:

· песка 1%;

· щебня 1%.

Содержание воды в щебне:

; кг.

Содержание воды в песке:

; кг.

Необходимое количество воды затворения:

; кг.

Содержание воды в заполнителях не является избыточным, по этому необходимости в их подсушки нет.

Итого:

Цемент…317 кг;

Вода…170,61 кг;

Песок 498…503 кг;

Щебень1441…1455,41 кг.

Плотность бетона:

Подбор состава бетона химическими добавками

Требуется определить состав бетона класса с добавкой ХК+НН (хлористый кальций + нитрит натрия). Температура наружного воздуха 11С, скорость ветра 10м/с, расход стали 111 кг/м³. Состав бетона в летних условиях в расчете на 1 м³:

Цемент 317 кг/м³; Вода 190 кг/м³;

Песок 498 кг/м³; Щебень 1441 кг/м³;

Согласно данным таблицы 6.5 [2, с. 142] при указанных исходных данных и использовании не отогретых заполнителей количество добавки ХК+НН должно составлять 10% от массы цемента или (3170,10) = 31,7 кг при максимальной концентрацией. Согласно таблице 6.7 [2, с. 145] один литр 42% концентрации раствора ХК+НН с плотностью =1,263 г/см³ содержит 0,530 кг соли. Для обеспечения в бетоне требуемого количества добавки необходимо следующее количество концентрированного раствора добавки:

ХК+НН = 31,7/0,530 = 60 л.

В этом объеме раствора содержится воды в количестве:

1,26 360 = 75,8 л

С учетом 1% влажности песка (4980,01=4,98л) и с учетом 1% влажности щебня (14 410,01=14,41л) суммарное количество воды в заполнителях и концентрированном растворе добавки будет равно:

В = 75,8 + 4,98 + 14,41 = 95,19 л.

Расход материала на 1 м³ бетона при дозировке составит:

цемент 311 кг; песок 4981,045 = 520,4 кг; щебень 14 411,045 = 1505,8 кг.

Оставшаяся часть воды затворения в количестве 190−170,61=19,39л используется для разбавления концентрированного раствора добавки ХК+НН.

Количество добавки после разбавления концентрированного раствора составит (в рабочей концентрации):

%.

Согласно таблице 6.7 плотность рабочего раствора при контроле её ареометром должна составить:

d_t=d_-15,1A (t-20),

где d_t, d_-11 — плотность раствора, соответственно, при фактической температуре и -11С;

А — температурный коэффициент плотности раствора (гС/м³);

t — фактическая температура бетона, С.

d₁₉ = 1,263 — 0,00045(-11−20)=1,273 г/см³.

Содержание соли в растворе:

1.3 Технологическая карта на бетонирование монолитной конструкции

До начала устройства монолитной железобетонной стены должны быть выполнены следующие работы:

устроены подъездные пути и автодороги;

обозначены пути движения механизмов, места складирования, укрупнения элементов опалубки, подготовлена монтажная оснастка и приспособления;

завезены арматурные сетки, каркасы и комплекты опалубки в количестве, обеспечивающем бесперебойную работу не менее, чем в течение двух смен;

составлены акты приемки в соответствии с требованиями нормативных документов;

предусмотрены мероприятия по обеспечению сохранения арматурных выпусков из фундаментных плит от коррозии и деформации;

произведена геодезическая разбивка осей и разметка положения стен в соответствии с проектом; на поверхность фундаментной плиты краской нанесены риски, фиксирующие положение рабочей плоскости щитов опалубки.

Работы выполняются в 2 смены.

В состав работ, рассматриваемых картой, входят:

вспомогательные (разгрузка, складирование, сортировка арматурных изделий и комплектов опалубки);

арматурные;

опалубочные;

бетонные.

Разгрузку, сортировку, раскладку арматурных сеток, армокаркасов, элементов опалубки, монтаж армокаркасов, сеток и укрупненных панелей опалубки, навеску площадок, а также демонтаж опалубки выполняют с помощью автокранов КС-2561Д. Количество кранов принимается согласно ППР.

Арматурные сетки и армокаркасы поступают на стройплощадку в собранном виде.

Опалубочные панели собирают из отдельных щитов на специальных стендах. Последовательность сборки приведена ниже:

щиты укладывают рабочей поверхностью вниз, в местах установки монтажных и рабочих креплений кладут деревянные рейки;

выверяют габаритные размеры панелей, по контуру панелей прибивают деревянные бруски-ограничители;

щиты соединяют между собой пружинными скобами или крюками;

в местах расположения деревянных реек щиты соединяют болтами;

в деревянных рейках в местах пропуска стяжек просверливают отверстия диаметром 18 — 20 мм;

поверх щитов раскладывают схватки;

схватки со щитами соединяют натяжными крюками с клиновым или винтовым запором;

поверх схваток перпендикулярно им укладывают связи жесткости, для чего используют те же схватки;

схватки со связями соединяют болтами;

на верхнем ярусе схваток укрепляют монтажные петли;

к нижним ярусам схваток или связям жесткости прикрепляют подкосы, обеспечивающие устойчивость панелей в вертикальном положении.

В данной технологической карте даны схемы укрупненных панелей опалубки высотой 2,1 м и 1,8 м (на высоту яруса бетонирования) и длиной 4,55 мм.

Работы по возведению монолитной стены подвала выполняются в определенной последовательности.

Укладывают по всему периметру стены маячные рейки, которые крепят гвоздями к деревянным пробкам, заложенным в фундаментной плите; внутренняя грань рейки должна совпадать с наружной гранью бетонируемой стены.

Устанавливают наружные опалубочные панели первого яруса.

Укладывают арматурные сетки и каркасы на всю высоту с раскреплением их расчалками; на арматурных сетках и каркасах располагают фиксаторы с шагом 1 м для создания защитного слоя бетона; работы ведутся с передвижных площадок; для временного крепления арматурных каркасов к опалубке используются струбцины.

Устанавливают наружные опалубочные панели стены второго яруса и внутренние опалубочные панели первого яруса. Опалубочные панели устанавливают таким образом, чтобы нижнее внутреннее ребро панели совпало с нанесенными рисками. Между панелями кладут прокладки-компенсаторы из деревянных реек или оргалита для ликвидации всех отклонений в проектных размерах панели. Смежные панели соединяют пружинными крюками или болтами. Установку панелей опалубки производят с передвижных площадок. На монтируемых опалубочных панелях первого яруса должны быть закреплены подкосы. Стропы подъемного механизма могут быть освобождены лишь после того, как установленная и выверенная относительно горизонтальной оси панель раскреплена расчалками. После расстроповки ставят монтажные крепления между противоположными панелями. Для этого в отверстия деревянных реек пропускают проволочные стяжки и на их концах укрепляют клиновые замки. Затем с помощью регулировочных винтов подкосов выверяют панели относительно вертикальной оси. После соединения противоположных панелей и установки временных распорок инвентарные подкосы снимают и используют при монтаже других панелей. Расчалки оставляют до укладки в опалубку бетонной смеси.

Бетонируют 1 ярус стены по высоте. Бетонную смесь укладывают слоями 30 — 40 см. Бетонная смесь должна иметь осадку конуса 4 — 12 см. Подбор и назначение состава бетонной смеси осуществляется строительной лабораторией. Бетонирование стены производится автобетононасосом (базовый вариант) в сочетании с необходимым количеством автобетоносмесителей. Бетонирование стены следует производить без перерыва участками по 20 м с устройством заглушек из стальной сетки. При бетонировании стреловыми самоходными кранами (варианты 2, 3) подача бетонной смеси производится в поворотных бункерах вместимостью 1 м³. Строповку бункера производят двухветвевым стропом грузоподъемностью 5 т.

Устанавливают наружные опалубочные панели третьего яруса и внутренние опалубочные панели второго яруса. На щитах нижележащей панели закрепляют прокладки из деревянных реек. Вертикальные связи нижележащих панелей соединяют с вертикальными связями вышележащих панелей. Внутренние панели второго яруса крепятся расчалками к наружным панелям третьего яруса. На внутренние панели навешивают рабочие площадки для бетонирования. Производят выверку панелей и устанавливают рабочие крепления (проволочные) стяжки.

Бетонируют II ярус стены. Устанавливают внутреннюю опалубку третьего (верхнего) яруса. После выверки панелей на уровне верхнего яруса устанавливают 2 — 3 временные деревянные распорки, которые привязывают проволокой к стяжкам.

Бетонируют III ярус стены.

Мероприятия по уходу за бетоном в период набора прочности, порядок и сроки их проведения, контроль за выполнением этих мероприятий необходимо осуществлять в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01−87. Открытые поверхности бетона необходимо защитить от потерь влаги путем поливки водой или укрытия их влажными материалами (брезентом). Сроки выдерживания и периодичность поливки назначает строительная лаборатория.

При производстве работ в зимних условиях принимают меры по обеспечению нормального твердения бетона при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 °C и минимальной суточной температуре ниже 0 °C в соответствии со СНиП 3.03.01−87.

Демонтаж боковых элементов опалубки следует производить после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность поверхности и кромок углов от повреждений.

Демонтаж опалубки производят с передвижных площадок в следующем порядке:

снимают замки на стяжках;

убирают навесные площадки;

снимают крепления, соединяющие смежные опалубочные панели;

убирают расчалки и подкосы;

стропят демонтируемую опалубочную панель, производят ее отрыв от забетонированной конструкции с помощью ломика или ручного домкрата;

переставляют панель на площадку складирования.

Варианты рекомендуемых машин и оборудования для возведения монолитной железобетонной стены приводятся в табл. 1.

СХЕМА ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ СТЕНЫ ПРИ УКЛАДКЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ АВТОБЕТОНОНАСОСОМ (1 вариант)

СХЕМА ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ СТЕНЫ ПРИ УКЛАДКЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ПОМОЩЬЮ СТРЕЛОВОГО КРАНА (2, 3 варианты)

Состав работ

I — установка наружной опалубки 1-го яруса

II — установка арматурных сеток и каркасов

III — установка внутренней опалубки 1-го яруса и наружной опалубки 2-го яруса

IV — бетонирование 1-го яруса

V — установка внутренней опалубки 2-го яруса и наружной опалубки 3-го яруса

VI — бетонирование 2-го яруса

VII — установка внутренней опалубки 3-го яруса

VIII — бетонирование 3-го яруса

IX — разборка опалубки

1 — автобетононасос

2 — автобетоносмеситель

3 — автомобильный кран

4 — передвижные подмостки

5 — наружная опалубка

6 — внутренняя опалубка

7 — арматурные каркасы

8 — заглушки

9 — бункеры поворотные

10 — стреловой кран

— складские площадки

— площадки укрупнительной сборки панелей опалубки

— направление движения автобетононасоса при возведении стены

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНОЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ СТЕНЫ

а — установка арматурных каркасов; б — установка панелей опалубки; в — укладка бетонной смеси автобетононасосом (вариант 1), г — укладка бетонной смеси с помощью стрелового крана (варианты 2, 3)

1 — панель опалубки; 2 — подкос; 3 — арматурный каркас; 4 — фиксаторы для создания защитного слоя; 5 — арматурные выпуски; 6 — струбцины; 7 — строп; 8 — расчалки; 9 — якорь; 10 — передвижные подмости; 11 — навecная площадка; 12 — лоток; 13 — бункер поворотный; 14 — стреловой кран; 15 — стяжки монтажные; 16 — распорки; 17 — автобетононасос.

СХЕМА РАСКЛАДКИ ПАНЕЛЕЙ ОПАЛУБКИ СТЕН ПОДВАЛА

1 — укрупненные панели опалубки (УП-1, УП-2)

2 — добор из отдельных щитов

3 — торцевая опалубка

4 — прокладки-компенсаторы между панелями

5 — подкосы

6 — стяжка

7 — стяжка монтажная

8 — распорка

9 — маячная рейка

10 — фундаментальная сварка

11 — клиновой замок

12 — арматурные каркасы

13 — арматурные сетки

14 — монтажная сварка

Калькуляция затрат

Таблица 2 — Определение трудоёмкости, механоёмкости производства монолитных бетонных работ и их продолжительности.

Пооперационные графики производства работ

1.4 Расчет трудозатрат и затрат средств механизации

1. Нормативные затраты труда рабочих, чел.-ч:

на весь объем — 1936,6

на 100 м³ — 523,4.

2. Нормативные затраты машинного времени, маш.-ч:

на весь объем — 438,14

на 100 м³ — 118,49.

3. Заработная плата рабочих-монтажников, р.-к.:

на весь объем — 1424−13.

4. Заработная плата механизаторов, р.-к.:

на весь объем — 417,43.

5. Продолжительность выполнения работ, смена — 37,3.

6. Выработка на одного рабочего в смену, м³ — 1,57;

с учетом механизаторов — 1,28.

7. Условные затраты на механизацию для базового варианта, р.-к. — 1894−00.

8. Сумма изменяемых затрат, р.-к. — 3318−13.

1.5 Расчет потребности в основных строительных материалах и конструкциях

Таблица 1 — Потребность в инструменте, инвентаре и приспособлениях

Потребность в материалах и полуфабрикатах для выполнения работ по возведению монолитных железобетонных стен приведена в табл. 2.

Таблица 2 — Потребность в материалах и полуфабрикатах.

1.6 Организационно-технологические схемы возведения объекта (выбор кранов)

Грузоподъёмный механизм подбирают по 4 — м параметрам:

грузоподъёмность — Q;

высота подъёма крюка или стропы — Нк;

вылет крюка — Lкp;

длина стрелы — Lc.

Грузоподъёмность определяется по формуле:

Q = m₁ +m₂,

где m₁ — масса элемента;

m₂ — масса устройств, т.

Для подбора крана принимаем расстояние от уровня стоянки до опоры монтируемых элементов на верхнем монтажном горизонте:

h₀=6 м — высота опалубки, м;

Высота бадьи: h_э=3,6 м.

Безопасное расстояние: h_б=0,5 м.

Высота полиспасты: h_п=1,5 м.

Так как бадья с бетоном (m_э) намного тяжелее опалубки, то принимаем для неё строп четырёхветвевой грузоподъёмностью до 5 тонн, масса которого m₁—0,05 т и расчётная высота h_т=1,5 м.

Масса бадьи с бетоном m_э=4,5 т, тогда:

Q = 4,5 + 0,05 = 4,55 т,

Высота подъёма крюка

H_k=h₀+h_б+h_э+h_т+h_n,

H_k = 6 +0,5 + 3,6+ 3 +1,5 = 14,6 м.

По полученным результатам выбираем кран КС-2561Д с высотой подъема — 25 м, вылетом стрелы -9 м и грузоподъемностью — 6,3 т.

2. Интенсификация бетонных работ при отрицательной температуре

2.1 Выбор метода и технологические расчеты

Существующие методы зимнего бетонирования подразделяют на две основные группы: с безобогревным выдерживанием бетона и с искусственным прогревом бетона монолитных конструкций. Методы бетонирования с искусственным прогревом позволяют не только непрерывно вести работы в зимних условиях, но и интенсифицировать процесс набора прочности бетоном, сократить сроки строительства и увеличить темпы оборачиваемости опалубки.

К методам зимнего бетонирования с безобогревным выдерживанием бетона относят метод «термоса» и его разновидности: с применением противоморозных добавок и с предварительным разогревом бетонной смеси.

К методам бетонирования с искусственным прогревом бетона конструкций относят электротермическую обработку (электропрогрев сквозной и периферийный, индукционный электропрогрев, греющие опалубки), прогрев бетона паром, горячим воздухом и в тепляках, обогрев инфракрасными лучами.

При выборе и проектировании методов зимнего бетонирования исходят из реальных условий, которые существуют или могут быть созданы на конкретном объекте.

В общем случае выбор метода зимнего бетонирования зависит от размеров и назначения конструкции, от возможности изготовления их на заводах и полигонах, от ожидаемых наружных температур, применяемых цементов, наличия на строительстве источников тепла, химических добавок, теплоодежд и др.

Именно все эти факторы сведены во едино и нашло отражение в СНиПе III-15−76 (п. 5.3) в качестве рекомендаций, согласно которым предпочтение следует отдавать методу термоса — как обычному, так и кратковременному электропрогреву бетонной смеси в бункере с последующим термосным остыванием бетона в конструкции.

Сущность метода термоса заключается в том, что бетон вследствие предварительного нагрева и энергии гидратации цемента при надлежащем утеплении способен продолжительное время сохранять продолжительную температуру, набирать необходимую по проекту прочность до того, как наступает замерзание.

При проектировании бетонных работ с выдерживанием бетона по методу «термоса» выполняют теплотехнический расчёт.

Сущность данного метода состоит в том, что бетонная смесь непосредственно перед укладкой кратковременно прогревается в бадье путём пропускания электрического тока промышленной частоты. Затем смесь укладывается в горячем состоянии и в дальнейшем приобретает заданную прочность в процессе медленного остывания в утеплённой опалубке.

Метод «термоса»

Теплотехнический расчёт по методу термоса выполняется в следующей последовательности. монолитный бетон опалубочный арматурный Определяем объём бетона в конструкции (рис. 3.2.1) по формуле:

;

;

;

;

.

Определяем поверхность охлаждения конструкции:

;

=300Ч2400Ч2=1,44 м²

=300Ч1800Ч2=1,08 м²

=300Ч2100Ч2=1,26 м²

=300Ч1200Ч2=0,72 м²

=2400Ч2100=5,04 м² =1200Ч1200Ч4=5,76 м²

=5,04+1,44+1,26+1,08+0,72+5,76=153 м².

Рисунок 7 — Общий вид столбчатого фундамента под колонну.

Находим модуль поверхности конструкции:

; м^-1

Определяем начальную температуру бетона с учётом нагрева арматуры:

где — удельная теплоёмкость арматуры, кДж/(кг· єС);

— расход арматуры, кг/м³.

=1,047Вт/м³; =0,48 Вт/м³; =111 кг/м³; г₁=г₂=2450 кг/м³; t_б.н=235 єС; t_В=-11 єС.

єС, При марке бетона М500 и марке цемента М500 по графикам [9, стр. 12] определяем = 21 єС, при которой бетон набирает прочность 70% в течение 5 суток.

Ориентировочно определяем коэффициент теплопередачи опалубки:

;

= 2,7 кДж/(м²· ч·єС) =0,74 Вт/(м²· єС).

По таблице 4 [9, стр. 27, 28] ориентировочно назначаем следующую конструкцию опалубки:

Рисунок 8 — Схема опалубки фундамента.

Для данной конструкции опалубки при скорости ветра 5 м/с к=0,8 Вт/(м²· єС). Определяем удельный тепловой поток через опалубку:

; = 36,67 Вт/м².

По графику (рис. 2) [9, стр. 12] получаем, что коэффициент теплоотдачи конвекции при скорости ветра 10 м/с равен б_К =33,15 Вт/(м²· єС). При коэффициенте излучения наружного слоя опалубки (фанеры) равном примерно 4,44 Вт/(м²· єС) принимаем температуру наружной поверхности наружной стенки опалубки равной = -12 єC, тогда коэффициент теплоотдачи излучением б_Л = 0.

Проверяем правильность заданной температуры на наружной стороне опалубки:

; =-12,3

Определим процент ошибки:

;

Процент ошибки в пределах допуска.

По формуле (10) определяем температуру нагрева опалубки:

⁰С По формуле (11) определяем количество тепла, идущее на нагрев опалубки:

где Cj, Fj, бj, Yi — соответственно удельная теплоемкость, площадь, толщина, объемная масса материала опалубки. Значения 1 и 4 берутся из приложения 1 9], таблица 5

С_доска= 2,52 кДж/(кг * °С); д_доска = 0,025 м; Y_доска=700кг/м³.

С_{пенопласт}=1,34 кДж/(кг * °С); д_{пенопласт}=0,030 м; Y_{пенопласт}=74 кг/м³.

С_фанера=2,52 кДж/(кг * °С); д_фанера=0,004 м; Y_фанера=600 кг/м³.

Найдем площади:

F=2М0,3 М²,408+2М0,3 М²,108+2М0,3М1,808+2М0,3М1,208+1,208М1,2М4+2,408 М²,108 = =15,36 м².

F=2М0,3 М²,468+2М0,3 М²,168+2М0,3М1,868+2М0,3М1,268+1,268М1,2М4+2,468 М²,168 = =16,1 м²

F=2М0,3 М²,518+2М0,3 М²,218+2М0,3М1,918+2М0,3М1,318+1,318М1,2М4+2,518 М²,218 = =16,7 м².

По находим температуру бетона с учетом потерь тепла, затраченных на нагрев арматуры и опалубки Значение коэффициентов теплоотдачи опалубки уточняем по формуле:

кДж/(м²МчМ⁰С)=1,2 Вт/м^{2 0}С В связи с тем, что найденный коэффициент теплоотдачи опалубки отличается от ранее полученного, для принятой ранее конструкции опалубки рассчитываем требуемую толщину слоя теплоизоляции. Для этой цели определяем коэффициент теплопроводности материалов опалубки, нагретых до t^p_on = 10,84°С:

доска: = 0,17 * (l + 0,025 * 10,84) = 0,216 Вт/(м °С).

пенопласт: = 0,17 * (l + 0,03 * 10,84) = 0,225Вт/(м °С).:

фанера: = 0,17 * (l + 0,004 * 10,84) = 0,177Вт/(м °С).

Находим толщину теплоизоляции по формуле:

где из и - коэффициент теплопроводности соответственно теплоизоляции и составляющих материалов опалубки при ton, Вт/(м-°С)

м = 150 мм По формуле (16) уточняем удельный тепловой поток, теряемый бетоном через опалубку:

Вт/м²

Окончательно определяем температуру наружной поверхности опалубки:

⁰С Уточняем процент ошибки по формуле:

Определяем температуру бетона к концу выдерживания:

6,3 ⁰С Продолжительность остывания бетона окончательно проверяем по формуле:

ч =5,6сут.

Вывод: окончательный срок остывания составил 5,6 суток, что соответствует условию задачи и подобранная опалубка подходит для работ при данных температурах.

3. Статистический контроль прочности бетона

3.1 Анализ прочности изделий в партии

Среднеарифметическое значение. В результате экспериментальных данных измерений определяют различные значения изучаемого состава материала, каждое из которых в отдельности не является характерным, поэтому используется среднеарифметическое значения.

Среднеарифметическое значение чисел х₁, х₂, …, х_n, характеризующих количественно одно и тоже свойство материала, определяют по формуле:

где х_i — вариационный ряд наблюдений;

n — количество наблюдений.

Среднеквадратичным отклонением называется показатель, характеризующий среднюю изменчивость, изучаемого свойства материала и вычисляется по формуле:

при n>25 ;

при n?25 ;

где х₀ — сомнительное значение свойства материала.

Путем сопоставления расчетного значения t с табличными критическими значениями t, устанавливают достоверность сомнительного наблюдения.

Из таблицы процентного распределения количества вариантов определяем, что в пределах М0,67 находится 49% общего числа вариантов. Последнее означает, что погрешность истинного значения изучаемого свойства материала относительно к среднеарифметическому не превышает трехкратного значения среднеквадратического отклонения. Это обстоятельство именуется законом 3.

Требуется определить количество изделий с пределом прочности при сжатии 20±4 МПа в общем объеме партии железобетонных изделий, выпущенной в течении рабочей смены и равной 280 шт. Известно, что М = 20 МПа, = ± 6 МПа.

Находим z = 4/6 = 0,67. По таблице 1.2[1] в пределах М ± 0,67 находится 49% общего числа вариантов. Таким образом, становится известным, что 49% из общего числа (280 шт.), т. е 137 изделие имеют предел прочности при сжатии 20 ± 4 МПа. Одновременно можно констатировать, что 100% изделий этой партии имеют предел прочности при сжатии в интервале (20 ± 3· 6) МПа, т. е. от 2 до 36МПа.

3.2 Оценка достоверности повышения прочности бетона при применении разного вида заполнителей

Коэффициент вариации характеризует изменчивость изучаемого свойства материала.

Этот коэффициент показывает, сколько процентов составляет среднеквадратичное отклонение от среднеквадратичного значения изучаемого свойства материала, и вычисляется по формуле:

.

Средняя ошибка среднеарифметического значения вычисляется по формуле:

С помощью средней ошибки можно оценить достоверность в различии двух сравнимых величин, которые характеризуют свойства материала:

при n5, (1)

при n25. (2)

Изготовлены две серии бетонных образцов по 22 и 24 шт. Серии отличаются между собой видом крупного заполнителя. Для первой серии образцов М = 28 МПа, m = ± 1,5 МПа; для второй серии образцов М = 30,5 МПа, m = ± 1,5 МПа. Требуется оценить достоверность повышения прочности бетона в случае применения второго вида крупного заполнителя.

С помощью средней ошибки оцениваем достоверность сравниваемых величин, воспользовавшись формулой (2), так как количество образцов превышает 22 штук:

.

Так как условие не выполняется, то понижение прочности бетона в случае применения второго вида заполнителя нельзя считать достоверным.

3.3 Оценка изменчивости прочности легкого и тяжелого бетона

Среднюю ошибку среднеквадратичного отклонения вычисляют по формуле:

.

Достоверность в различии двух значений ₁ и ₂ среднеквадратического отклонения проверяют по формуле:

.

Среднюю ошибку коэффициента вариации вычисляют по формуле:

.

Достоверность в различии двух значений коэффициента вариации (V₁ и V₂) проверяют по следующей формуле:

при n5.

По результатам испытаний 22 образцов кубов:

· тяжелый бетон М₁ = 56 МПа, ₁ = ± 5,3 МПа;

· легкий бетон М₂ = 28 МПа, ₂ =2,8 МПа.

При первом сравнении кажется, что изменчивость прочности тяжелого бетона выше, чем у легкого бетона (по абсолютным значениям). Однако вычисления для каждого случая коэффициента вариации показывают обратное:

%

%

Значит в данном случае изменчивость прочности легкого бетона на 0,5% больше чем тяжёлого. Для проверки достоверности этого используем формулу:

;

;

.

Так как условие не выполнятся, то следует, что повышение изменчивости прочности легкого бетона относительно изменчивости прочности тяжелого бетона не во всех случаях наблюдается, т. е. это различие не всегда справедливо.

Для окончательной оценки ситуации на данном производстве должны быть приведены дополнительные опыты с повторной проверкой оценки изменчивости результатов.

Показатель точности:

Допустимая ошибка эксперимента 0,02.

Допустимая ошибка эксперимента 0,023.

Средняя ошибка показателя точности:

3.4 Определение количества образцов (наблюдений)

Правильность полученных результатов в значительной мере зависит от количества испытанных образцов. При недостаточном количестве образцов полученные результаты не могут считаться достоверными. Чем больше количество образцов, тем ближе к истине результат эксперимента. Но испытание большого количества образцов требует много времени и приводит к перерасходу материалов. Поэтому необходимо заранее рассчитать необходимое количество образцов, так как оно зависит от изменчивости показателя, точности и показателя достоверности изучаемого свойства материала.

где n — количество образцов;

V коэффициент вариации;

t показатель достоверности;

p показатель точности.

Допустим известно, что коэффициент вариации составляет V = 3,5. Требуется определить необходимое количество проб для установления его плотности.

Если показатель достоверности равен t = 3,2, а вероятность примем p = 0,97, то получаем:

следовательно, n =13 проб.

Экономически выгодно просчитать оптимальное количество проб, в данном случае их количество составляет 13 штук.

3.5 Статистическая обработка результатов испытаний бетона на сжатие

При испытании на сжатие 24 бетонных образцов-кубов размерами 101 010 см получены следующие результаты, МПа:

Требуется статистическая обработка результатов.

Результат 45,3 вызывает сомнение. Проверим его пригодность:

МПа;

МПа;

Из таблицы при n = 23 принимаем вероятность результата Р_э = 0,90 и находим t_п = 1,64.

При этом соблюдается неравенство: t = 1,86 > t =1,64, что позволяет судить о пригодности полученного результата 45,3МПа.

По условиям перечисления результатов эксперимента в порядке увеличения их значения, а также по записям повторяющихся результатов составим таблицу 4.

Таблица 4 — Результаты экспериментов.

Среднеарифметическое значение:

МПа.

Среднеквадратическое отклонение:

МПа.

Средняя ошибка среднеарифметического значения:

МПа.

Максимальная ошибка результатов:

МПа.

Коэффициент вариации:

%.

Показатель точности:

%

4. Охрана труда и техника безопасности в технологии производства железобетонных изделий

При бетонировании в зимних условиях рабочие чаще всего получают в стесненных условиях тепляков ожоги паром, нередки случаи электротравматизма и отравления хлористым кальцием.

К бетонированию в зимних условиях допускают рабочих, получивших специальный инструктаж и обеспеченных необходимой спецодеждой и средствами индивидуальной защиты. К обслуживанию паровых сетей, электроустановок и контролю за режимами термообработки допускают только специально подготовленных рабочих (электриков, операторов, лаборантов).

При бетонировании в тепляках между рабочими, которые находятся там, и машинистами кранов бетононасосов ил. и транспор-юв должны быть установлены зрительная, звуковая или радио-язь.

В случае приготовления бетонной смеси с добавкой хлористого льция необходимо исключить попадание его раствора или паров помещение операторской.

При предварительном электроразогреве бетонной смеси запре-гтся подавать напряжение на электроды без предварительного мления бадей или кузова автосамосвала и выхода обслуживало персонала за пределы огражденной опасной зоны. Входить

При производстве опалубочных, арматурных, бетонных и распалубочных работ необходимо следить за закреплением лесов и подмостей, их устойчивостью, правильным устройством настилов, лестниц, перил и ограждений. Монтаж укрупненных элементов надо вести при помощи кранов. Устанавливая крупноблочные элементы опалубки в несколько ярусов, нужно следить, чтобы каждый последующий ярус монтировался только после окончательного закрепления предыдущего.

Щитовую опалубку колонн, ригелей и балок с передвижных лестниц-стремянок допускается устанавливать при высоте над уровнем земли или нижележащим перекрытием не более 5,5 м. Работать на высоте от 5,5 до 8 м разрешается только с передвижных подмостей, имеющих наверху площадку с ограждениями.

На высоте более 8 м от уровня земли или перекрытия опалубку монтируют с рабочих настилов, уложенных на поддерживающих лесах и обеспеченных ограждениями. Ширина настилов должна быть не менее 0,7 м. При возведении железобетонных стен для безопасной работы строителей-опалубочников с обеих сторон стены необходимо устанавливать настилы с ограждениями через каждые 1,8 м по высоте. Ограждения представляют собой перила высотой 1 м с бортовыми досками — шириной 15 см.

При устройстве опалубки железобетонных сводов и куполов рабочие настилы с ограждениями следует располагать на горизонтальных схватках стоек поддерживающих лесов. При наклонной опалубке рабочие настилы делают уступами шириной не менее 40 см.

Скользящую опалубку и все ее элементы (домкратные рамы, кружала, подвесные леса и пр.) возводят в соответствии с утвержденными ППР и рабочими чертежами. При передвижке кату-чей опалубки и катучих лесов надо обеспечивать безопасность работающих.

К выполнению сварочных работ допускаются лица, имеющие соответствующую квалификацию сварщика и разрешение на производство сварочных работ. Все части электросварочных установок, находящиеся под напряжением, должны быть закрыты кожухами. Металлические части установок, не находящиеся под напряжением во время работы (корпуса сварочных трансформаторов, генераторов и др.), а также свариваемые конструкции и изделия необходимо заземлять. Наладку и настройку электросварочных установок до начала работы выполняют электромонтеры.

Бетоносмесительные и другие установки можно чистить и исправлять только при выключенном рубильнике. В случае подачи бетонной смеси к месту укладки при помощи кранов, бетононасосов, подъемников и других механизмов необходимо выполнять требования СНиП «Установка и эксплуатация строительных машин и механизмов». До начала подачи смеси бетононасосами бетоновод проверяют гидравлическим давлением (не менее 3 МПа).