Возведение зданий методом подъёма перекрытий

Возведение зданий методом подъёма перекрытий является одним из перспективных направлений промышленного и гражданского строительства, позволяющий сократить расход строительных материалов и затраты труда, а также способствует улучшению архитектурных решений зданий. Этот метод является универсальным и пригоден для осуществления строительства зданий в крупных городах с развитой базой стройиндустрии и на вновь осваиваемых территориях. Он обеспечивает возможность возведения зданий различного назначения и этажности, любого размера и конфигурации в плане. Этот метод очень эффективен в сейсмических районах благодаря применению цельных неразрезных плит перекрытий, выполняющих роль горизонтальных диафрагм, обеспечивающих поперечную жёсткость здания, а также при необходимости строительства в стеснённых условиях, исключающих применение кранов.

Метод подъёма эффективен при возведении зданий в 5…30 этажей с широким шагом колонн и свободными объёмно–планировочными решениями (административные, учебные, научные здания; торговые комплексы ; отели и гостиницы; жилые здания).

 

а ) ж/б плиты перекрытия, опёртые на колонны ;

б ) ж/б плиты перекрытия, опёртые на ядро жёсткости и колонны;

в ) система консольных этажей ; г ) система подвесных этажей.

1 – колонны; 2 – плиты перекрытий; 3 – ядро жёсткости; 4 – конструкции консольного этажа; 5 – несущий оголовок; 6 – система подвесок.

Сущность возведения зданий методом подъёма перекрытий заключается в предварительном изготовлении на уровне земли крупногабаритных плит перекрытий, которые затем по направляющим опорам (колоннам) домкратами поднимаются вверх и закрепляются на проектных отметках.

При строительстве зданий методом подъёма этажей на уровне земли из сборных конструкций или монолитного бетона изготавливают пакет всех плит перекрытий этажей и кровли. Готовую крышу поднимают до заданной отметки с помощью подъёмного оборудования и закрепляют на колоннах. После этого на верхней плите пакета монтируют элементы этажа и поднимают его на заданную отметку. Аналогично монтируют и последующие этажи.

Строительно-монтажные работы организуются по многоцикличной схеме:

- Устройство подземной части (нулевого цикла);

- Возведение ядер жёсткости;

- Монтаж колонн первого яруса;

- Изготовление пакета плит перекрытия

- Подъёмно-монтажные работы;

- Монтаж (устройство) наружных ограждающих конструкций;

- Отделочные и специальные работы, монтаж оборудования.

Устройство подземной части включает в себя: отрывку котлована, устройство монолитных или сборных фундаментов под колонны, бетониро-вание фундамента под ядро жёсткости, обратную засыпку пазух фундаментов. Производство работ данного цикла осуществляется с применением землерой-ной техники и бетоноукладочных комплексов.

К отличительным особенностям зданий этого типа следует отнести отсутствие подвальных этажей и необходимость подготовки основания для изготовления пакета плит перекрытия путём устройства подсыпки и уплотне-ния грунта до верхней грани фундамента. Уплотнение ведётся виброкатками и виброплитами.

Возведение ядер жёсткости.

Пространственная жёсткость здания обеспечивается совместной работой железобетонного ядра жёсткости с каркасом, соединённых между собой шарнирно. Ствол ядра жёсткости представляет собой тонкостенную полую пространственную конструкцию из тяжёлого бетона. Размеры ядра опреде-ляются из условия обеспечения им необходимой прочности и жёсткости, с учётом габаритов лестничной клетки, вертикальных коммуникаций и др.

Железобетонные монолитные ядра жёсткости возводят в переставной и скользящей опалубках, как самостоятельные конструкции на всю высоту здания. Скользящая опалубка применяется по стандартной схеме производства работ для этого типа опалубки. При возведении ядра в переставной опалубке опорами для опалубочных щитов и рабочего настила служат трубчатые леса внутри ствола, а подъём осуществляется с помощью механических устройств и ручных талей. Для монтажных работ используются башенные краны на рельсовом ходу, приставные или самоподъёмные, смонтированные внутри ядра жёсткости. Для зданий до 16 этажей применяется способ возведения ядра жёсткости с плиты кровли с помощью специального устройства с несущей платформой, опирающейся на колонны каркаса.

Бетонная смесь для укладки в конструкции подаётся бетононасосами или поворотными бункерами. Для подачи арматуры, закладных деталей и коробов используются малогабаритные краны, устанавливаемые на кровлю.

а ) – в скользящей опалубке; б ) – в переставной опалубке.

1 – ствол ядра; 2 – щиты опалубки; 3 – опорные стержни;

4 – домкрат; 5 – рабочая площадка; 6 – опорные конструкции;

7 – блоки и полиспасты; 8 – навесные подмости.

Внутри ядра жёсткости обустройство ведётся, как правило, из сборных элементов.

Монтаж колонн первого яруса

Для каркаса зданий применяют гладкие бесконсольные железобетонные или стальные колонны сечением 0,4х0,4 или 0,45х0,45м с прямоугольными поперечными отверстиями размером 150х60мм; их используют для установки закладных штырей, на которые опирают плиты. Конструкции колонн должны обеспечивать установку подъёмников на торце колонны или «в обхват».

При расчёте колонн нужно всегда учитывать эксплуатационные особен-ности: колонны служат опорами не только в период эксплуатации здания, но и в период возведения (являясь опорами для временно закрепляемых перекрытии и подъёмников). Кроме того колонны являются направляющими при переме-щении перекрытий и этажей.

Порядок монтажа колонн определяется технологической подъёмно- мон-тажной схемой здания и количеством комплектов подъёмников. Основные строительные процессы:

- тщательные геодезические работы (выверка) при установке колонн в фундаменты и омоноличивание стыков (колонна-фундамент);

- изготовление воротников и нанизывание их на колонны;

- установка и выверка подъёмного оборудования.

Перед подъёмом плит перекрытия на колонну надевают стальные воротники, представляющие собой квадратные рамы из прокатного профиля. При бетонировании их замоноличивают в плите перекрытия. Воротники, обрамляющие отверстия в плитах перекрытий, служат для крепления подъёмных тяг и передачи нагрузки с плиты перекрытия на колонны.

Различаются два вида воротников: короткие и длинные.

Короткий воротник показан на рис.11.3. применяется для гладких плит при пролётах до 6м и временных нагрузках до 500кг/м², а также для кессониро-ванных плит.

При пролётах более 6м и нагрузках выше 500кг/м² применяются длинные воротники, выполненные в виде рамок с длинными консолями.

Количество воротников должно быть равно количеству плит в пакете. Воротники подвешиваются к колоннам на проволочных скрутках.

Колонны в зависимости от их конструкции и высоты здания устанавли-вают на всю высоту здания либо монтируют поярусно в процессе подъёма плит. Первый ярус колонн устанавливается до начала изготовления пакета плит пере-крытий. Колонны рекомендуется монтировать непосредственно с транспортных средств без дополнительного складирования на стройплощадке.

Освобождать колонну от строповки следует после надёжного её закрепле-ния, а окончательное закрепление производить только после тщательной вывер-ки.

Изготовление пакета плит перекрытий

При применении метода подъёма перекрытий экономически и технологи-чески целесообразно изготавливать несколько плит перекрытий (по принципу слоёного пирога) – так называемый « пакет плит». Для этого необходимо подго-товить специальную выровненную поверхность – поддон.

В качестве поддона используется:

- пол нижнего этажа;

- перекрытие, установленное на соответствующей отметке;

- специальная конструкция (из металла или дерева).

Поверхность поддона должна быть горизонтальна, тщательно выверена и на неё должно быть нанесено не менее двух слоёв специальной смазки – разде-лительного слоя. В поддоне необходимо предусматривать гнёзда, пробки и другие приспособления для обеспечения изготовления плит перекрытий с любыми конструктивными особенностями.

К особенностям плит перекрытий можно отнести то, что верхняя поверх-ность каждой плиты является поддоном для следующей, кроме этого она после установки в проектное положение она будет потолком в помещении. Поэтому верхние поверхности плит затирают и шлифуют.

Плиты перекрытий в пакете начинают изготавливать после завершения всех работ по возведению ядер жёсткости и установки колонн 1 яруса. При изготовлении пакета плит перекрытий выполняются следующие операции:

- устанавливается бортовая опалубка по периметру плит перекрытий;

- устанавливается очередной воротник (на каждой плите);

- при помощи крана подают и устанавливают арматурные изделия, скрепляют их между собой и приваривают к воротнику;

- подача, укладка и уплотнение бетонной смеси;

- уход за твердеющим бетоном;

- затирка и шлифовка лицевой поверхности;

- нанесение разделительнлго слоя;

- перемещение бортовой опалубки в следующее положение (для бетонирования очередной плиты.

Подача и укладка бетонной смеси производится автобетононасосом, краном и бадьёй, контейнером- бетоноукладчиком и др. механизмами.

Бетонную смесь укладывают полосами шириной 3м. уложенную бетон-ную смесь сначала уплотняют глубинным вибратором, затем выравнивают виброрейкой и заглаживают затирочной машиной через 4 часа.

Разделительный слой наносится на поверхность плит для предотвращения сцепления (адгезии) свежеуложенного бетона с бетоном нижней плиты. Покрытие состоит из двух слоёв и наносится раздельно:

- первый слой (лак «этиноль» с добавлением казеинового клея), толщиной 1мм, набрызгивается краскопультом за два раза;

- второй слой (казеиново-меловая паста), наносится валиком.

Время высыхания каждого слоя примерно 2 часа.

 

1 – колонна, 2 – воротники, 3 – бортовая опалубка, 4 – пакет плит перекрытия,

5 – стойка ( [ № 16…22), 6 – хомут, 7 – поддон, 8 – разделительные слои.

Подъёмно – монтажные работы.

Подъёмно-монтажные работы начинаются через 8-10дней после оконча-ния бетонирования последней(кровельной) плиты перекрытия в пакете. В сос-тав подъёмно-монтажных работ входят:

- установка подъёмников на проектных отметках (на каждом ярусе всех колонн);

- установка в подъёмник, заводка в плиту и закрепление в ней подъёмных тяг;

- подъём пакета или отдельных плит до промежуточных или проектных отметок, с закреплением в колонны;

- наращивание (монтаж) колонн последующих ярусов;

- демонтаж и перестановка подъёмников.

На подъёмно-монтажные работы разрабатывается специальная схема (в составе проекта производства работ), в которой должен быть предусмотрен во всех подробностях порядок и очерёдность монтажа всех монтажных единиц, «привязанный» к календарным срокам. Особое внимание следует обратить на устойчивость колонн каркаса, которая обеспечивается совместной работой основных элементов каркаса – колонн, плит перекрытий и ядра жёсткости.

Для перемещения перекрытий используются подъёмники, устанавливаемые на торце колонны или «в обхват» колонны. Подъёмники могут размещаться и в других местах (на ядре жёсткости, плитах кровли и перекрытий, на земле).

Наибольшее применение получили подъёмники с ограниченной высотой непрерывного подъёма конструкций (4…6м), которые после завершения очередной стадии подъёма перемещаются на следующую отметку.

Подъёмники применяются механические, электрические, гидравлические и с комбинированным приводом. Они оснащаются грузовыми тягами. Которые бывают гибкими и жёсткими. Чаще всего применяются жёсткие тяги, подразде-ляющиеся по характеру рабочей поверхности на винтовые, гладкие, профиль-ные и плоские с отверстиями. Все тяги имеют механизмы фиксации конструк-ции в процессе подъёма.

Подъёмники с жёсткими тягами разделяются на 4 группы по грузоподъём-ности: до 20т; 20-50т; 50-100т; свыше 100т. выбор подъёмника производится по грузоподъёмности с учётом конструктивной системы, принятого метода подъёма и массы поднимаемой конструкции.

Сравнительные характеристики подъёмников различных типов показаны в таблице 11.1.

Таблица 11.1.

Наименования показателей	Гидравлический подъёмник АП7	Электромехани-ческий подъём-ник	Гидроэлектричес-кий подъёмник
Количество в комплекте, шт. Грузоподъёмность одного подъёмника, т. Грузоподъёмность комплекта, т. Скорость подъёма перекрытий, м/ч Мощность электродвигателя, кВт Масса подъёмника (без тяг), кг.	24 80 1920 2,5 52,2 1200	36 50 1800 4 97,2 1100	24 40 960 2 5 750

Монтируют подъёмники монтажными средствами, используемыми при монтаже колонн или подаче бетонной смеси. Каждый подъёмник соединяется с пультом управления гибким кабелем и гидропроводом. Пульт управления размещается на плите покрытия.

Плиты перекрытий в зависимости от грузоподъёмности подъёмника и массы плит можно поднимать по одной, попарно или пакетом по несколько плит. Первую плиту поднимают на 1,8м и временно её раскрепляют с помощью клиньев, затем освобождают тяги и обрабатывают нижнюю поверхность плиты под отделку. Далее её поднимают на отметку 1 яруса и временно закрепляют. Схема крепления плит перекрытия к колонне приведена на рис 11.6.

Затем монтируют колонны 2 яруса и продолжают подъём плиты на следу-ющие промежуточные отметки. Закрепление плит на постоянных отметках про-изводится по мере достижения ими проектных отметок.

Подъём плит перекрытий следует производить после достижения бетоном прочности не менее 70% от проектной. Отклонение отметок отдельных опорных точек на колоннах в процессе подъёма не должно превышать 20мм.

 

Обустройство этажей.

Обустройство этажей производится после установки перекрытий в проектное положение. Оно заключается в монтаже сборных или кладке мелкоштучных ограждающих конструкций стен; устройству перегородок; отделочных и специальных работах.

Для механизации монтажных и транспортных работ внутри этажа применяется самоходная мобильная тележка СМТ – 1.

Конструкции и детали, необходимые для внутренних работ загружаются на соответствующую плиту в процессе подъёма или подаются монтажным краном (башенным или самоподъёмным).