Основы строительной технологии- строительные процессы и работы
Содержание:
1.Основы строительной технологии- строительные процессы и работы.
2.Технология разработки грунта многоковшовыми экскаваторами.
3.Ремонт верхних слоев покрытий автомобильной дороги. Технология холодного фрезерования.
4.Технология устройства верхних слоев одежды.
1.Основы строительной технологии – строительные процессы и работы.
Основу строительной технологии составляет строительный (рабочий) процесс. Существо процесса составляет действие. Процесс — есть совокупность действий. Действие неотделимо от движения, которое, в свою очередь, неразрывно связано со временем.
Каждое из действий направлено на переработку исходных предметов труда (материалов, полуфабрикатов, изделий и т.п.), изменение их количественных и качественных характеристик. Действие совершается исполнителем целенаправленно с использованием инструментов, приспособлений, механизмов, машин (технических средств). Оно должно быть обеспечено соответствующими знаниями, навыками, информацией.
Одно или несколько последовательных действий образуют операцию - технологически неделимый элемент процесса. Результатом операции является изменение не менее одного из свойств или характеристик исходного предмета труда или их взаимного расположения.
Несколько операций, ведущих к созданию или формированию конструктивного элемента проектной конструкции здания, образуют простой процесс (например, разработка грунта при устройстве котлована). Простой процесс выполняется определенным составом рабочих и технических средств.
Совокупность простых процессов, в результате выполнения которых создается часть проектной конструкции, будет представлять комплексный технологический процесс (например, устройство котлована с выполнением всего комплекса работ, необходимых для последующего возведения фундаментов здания).
При возведении объекта могут выполняться несколько комплексных процессов, образующих в совокупности сложный процесс, результатом которого является возведение здания или сооружения.
Строительство ряда объектов силами одной строительной организации требует координации и взаимоувязки объектных систем. В этом случае формируется строительный поток, в основе которого лежит совокупность нескольких объектных потоков, образующих межобъектный процесс.
Кроме разделения строительных процессов по степени сложности их также можно сгруппировать по следующим признакам:
По степени механизации:
- механизированный процесс выполняется при помощи механизмов (отрывка котлована экскаватором, монтаж сборных конструкций краном);
- ручной процесс осуществляется при помощи механизированного инструмента (вибратор, краскопульт) или немеханизированного (лопата, топор, пила);
- полумеханизированный процесс характеризуется тем, что при его выполнении наряду с машинами используется ручной труд;
По назначению:
- основные процессы, при выполнении которых создаются элементы и части зданий и сооружений. Эти процессы обеспечивают получение продукции строительного производства и заключаются в переработке, изменении формы и придании новых качеств материальным элементам строительных процессов;
- вспомогательные процессы (подготовительные), необходимые для нормального выполнения основных процессов - устройство подмостей для кирпичной кладки, ограждение стенок траншей, укрупнительная сборка конструкций перед монтажом, обустройство монтируемых конструкций вспомогательными навесными приспособлениями;
- заготовительные процессы включают добычу песка, щебня, приготовление раствора, бетона, изготовление элементов опалубки, арматуры и т. д. Они обеспечивают строящийся объект полуфабрикатами, деталями и изделиями. Эти процессы обычно выполняют на карьерах, на специализированных предприятиях: заводах товарного бетона, арматурных и деревообрабатывающих цехах и т.п.;
- транспортные процессы, необходимые для доставки требующихся материальных ресурсов и грузов на строительную площадку. Горизонтальный транспорт подразделяют на внешний (по доставке грузов на строительную площадку) и внутренний (по перемещению грузов в пределах площадки). Вертикальный транспорт обеспечивает подачу материалов и конструкций в зону производства работ. Транспортным процессам обычно сопутствуют процессы погрузки-разгрузки и складирования. Можно выделить подгруппу по перемещению грунта с и на строительную площадку (самосвалы, скреперы, бульдозеры);
По характеру выполнения процессов:
- непрерывные процессы, позволяющие сразу приступить к осуществлению последующих - кирпичная кладка, монтаж отдельных конструктивных элементов;
- прерывные процессы, требующие перед выполнением последующих процессов обязательных технологических перерывов для выдерживания и набора прочности бетона, сушки штукатурки;
По значимости (по приоритетности выполнения):
- ведущие процессы, определяющие итоговые сроки возведения здания или сооружения;
- совмещаемые процессы, выполняемые только параллельно с ведущими (монтаж и заделка стыков, кирпичная кладка и оштукатуривание, общестроительные и специальные работы). Нельзя допускать, чтобы совмещаемые процессы становились ведущими, влияющими на сроки строительства. С другой стороны, совмещение процессов позволяет значительно сократить продолжительность строительства.
Состав выполняемых процессов не является чем-то постоянным и может изменяться в зависимости от конкретных условий - наличия машин и оборудования, времени года, климатических и геологических условий.
При возведении зданий и сооружений выполняются комплексы работ, которые можно объединить в три группы.
1. Общестроительные работы по способу их выполнения или применяемых и обрабатываемых материалов подразделяют на земляные, свайные, каменные, монтажные, бетонные, кровельные, отделочные и др.
2. Специальные работы включают монтаж систем водоснабжения, канализации, отопления, вентиляции, электромонтаж, монтаж технологического оборудования, лифтов, возведение резервуаров, промышленных печей и т. д. Эти работы специфичны, в том числе для каждого строительного объекта своя номенклатура подобных работ, поэтому преимущественно специальные работы выполняют специализированные организации, которые будут являться субподрядчиками к основному исполнителю строительства.
При строительстве выполняются следующие технологические операции: укладка асфальтобетонной смеси и уплотнение асфальтобетонной смеси рабочими органами асфальтоукладчика и лёгкими катками; распределение щебня, обработанного вяжущим, слоем в одну щебёнку (горячий щебень распределяется сразу после окончания работы легких катков); прикатка щебня лёгкими катками на пневмоходу (два-три прохода); окончательное уплотнение покрытия и втапливание в него щебня. Норма расхода щебня для втапливания зависит от его размера: 5-10 мм - 6-8 кг/м2, 10-15 мм - 7-10 кг/м2, 15-20, 20-25 мм - 9-12 кг/м2. При распределении горячего щебня температура покрытия должна быть не менее 90-110°С. Более точно температура смеси в покрытии перед распределением щебня определяется опытным путём (она зависит от температуры воздуха, температуры и размера втапливаемого щебня).
2.Технология разработки грунта многоковшовыми экскаваторами.
Для планировки откосов используют экскаваторы, оборудованные ковшом вместимостью от 0,5 м3 и выше, и стрелой, на которую можно навешивать специальный ковш-планировщик с плоским дном, упряжное устройство которого аналогично устройству ковша драглайна. Экскаватор, устанавливаемый на бровке откоса и перемещающийся вдоль бровки, выполняет те же операции, что и при работе драглайна. Срезаемый при этом грунт отбрасывают в кавальер или грузят в транспортные средства.
Рабочим органом многоковшового экскаватора являются ковши, насаженные через равные интервалы на беспрерывно движущуюся цепь или колесо (ротор). По характеру перемещения машины относительно направления движения рабочего органа различают многоковшовые экскаваторы продольного черпания — цепные и роторные (рис. V.22) и поперечного черпания (рис. V.23). Так как грунт черпается ковшами непрерывно, то эти экскаваторы являются машинами непрерывного действия (в отличие от одноковшовых экскаваторов, которые являются машинами цикличного действия).
Ковши наполняются грунтом при движении их вверх по наклонной или криволинейной поверхности разрабатываемой выемки. Опорожняются ковши в момент достижения ими наивысшей точки их траектории, где они опрокидываются. Высыпающийся из них грунт попадает на ленточный конвейер, доставляющий его на погрузку в транспортные средства или в отвал.
Экскаваторы продольного черпания применяют обычно для проходки траншей небольшого сечения прямоугольного и трапециевидного профиля. Отрывку траншей экскаваторами начинают с наиболее низких мест профиля, что обеспечивает сток грунтовых и атмосферных вод.
Экскаваторы поперечного черпания используются для разработки котлованов и траншей большого сечения, планировки откосов и разработки карьеров. Вначале экскаваторы разрабатывают грунт веерным резанием, перемещаясь вдоль всего фронта работ и снимая слои грунта в радиальном направлении до достижения заданной глубины. Затем разрабатывают грунт параллельным резанием со смещением наклонного слоя грунта на всю длину фронта работ на величину b, равную горизонтальной проекции толщины снятого слоя. Грунт, разрабатываемый экскаватором поперечного черпания, выдается на транспортные средства обычно через отгрузочный бункер, смонтированный на экскаваторе.
Для автоматизации работы многоковшовых экскаваторов на отрывке траншей используют приборы, действие которых основано на том, что инфракрасному лучу придается уклон, параллельный проектному дну отрываемой траншеи, а на экскаваторе устанавливается приемное устройство, на которое воздействует инфракрасный луч. При отклонении движения экскаватора от направления луча автоматически корректируется движение рабочего органа экскаватора.
3.Ремонт верхних слоев покрытий автомобильной дороги. Технология холодного фрезерования.
К ремонту асфальтобетонных покрытий относят работы по устройству слоев износа, шероховатых и защитных слоев, работы по обеспечению ровности и шероховатости покрытий, ликвидации колей глубиной до 45 мм ( устранение колейности ), а также восстановлению покрытий способами и методами, обеспечивающими повторное использование материала старого покрытия. Методы горячей регенерации на месте, на дороге и методы горячего ресайклинга (регенерация - восстановление утерянных свойств материала; ресайклинг или рециклинг - повторное использование материала.). Различают 4 основных метода этой группы: выравнивание и восстановление формы покрытия без добавления новой смеси; с добавлением новой смеси, но без перемешивания; с добавлением новой смеси и с перемешиванием; с добавлением новой смеси и её перемешиванием со старой и с одновременной укладкой нового слоя асфальтобетона. Первые два метода на автомобильных дорогах практически не применяются.
Одной из основных технологических операций холодной регенерации являются снятие и размельчение материалов слоев существующей дорожной одежды. Эти операции обычно производят с помощью холодных фрез.
Для большинства асфальтобетонных покрытий, за исключением случая, когда заполнитель имеет очень низкую прочность, зубья планировщика разрушают старое дорожное покрытие по линиям асфальтовяжущего вещества. При этом гранулометрический состав исходной смеси изменяется очень мало и снятые куски и щебёнки асфальтобетона обычно покрыты вяжущим, что позволяет использовать их для приготовления новой смеси с минимальным расходом битума или битумной эмульсии.
Холодным фрезерованием можно снимать старое покрытие послойно и тем самым отделять материал верхнего слоя из мелкозернистого асфальтобетона от материала нижнего слоя из крупнозернистого асфальтобетона с последующей укладкой в соответствующие слои дорожной одежды. Холодное фрезерование дорожного покрытия применяют для снятия старого покрытия с трещинами, чтобы предупредить их выход на новое покрытие при усилении дорожной одежды; для восстановления поперечного профиля дорожной одежды и устранения колей, устранение выбоин и других деформаций; увеличения вертикального габарита путепровода над дорогой; уменьшения собственного веса дорожной одежды на мостах и путепроводах; сохранения высоты бордюров и отметок водосборных, водоотводящих и дренажных систем в населённых пунктах, на городских улицах и в других случаях устранение колейности
Глубина фрезерования зависит главным образом от состояния покрытия. Чаще всего одним проходом фрезерной машины снимают верхний слой, а на нижний слой укладывают новое покрытие из одного или нескольких слоев.
Способы холодной регенерации, или ресайклинг, отличаются между собой материалом, используемым для укрепления гранулята: органическим, минеральным или комплексным. Полученный при холодном фрезеровании гранулят может быть повторно использован без переработки или с переработкой на месте в передвижной установке или на стационарном заводе с добавлением или без добавления минерального материла (щебня).
При необходимости улучшить гранулометрический состав смеси или усилить дорожную одежду к полученному грануляту добавляют необходимое количество щебня. В этом случае работа выполняется в такой последовательности:
- на очищенное старое покрытие вывозится и автогрейдером распределяется слой щебня;
- машиной для холодного фрезерования снимается старое покрытие и полученный гранулят перемешивается в самой машине со щебнем. В момент перемешивания смеси добавляется вода для смачивания щебёнок и битумная эмульсия в необходимом количестве;
- смесь окончательно разравнивается автогрейдером и уплотняется.
На уложенный слой укладывается защитный слой асфальтобетона или слой нового покрытия из асфальтобетона. Холодный ресайклинг с применением в качестве вяжущего цемента обычно используется для устройства основания из гранулята, полученного при фрезеровании старого асфальтобетонного покрытия. При этом добавка цемента составляет 3-5 % от массы гранулята. Для достижения оптимальной влажности одновременно добавляется необходимое количество воды.
Обработанная смесь разравнивается и уплотняется.
После набора прочности уложенной смеси устраивается новый слой асфальтобетонного покрытия или защитный слой асфальтобетона.
Метод холодного ресайклинга асфальтобетонного покрытия может быть использован при применении комплексного вяжущего, состоящего из битумной эмульсии и цемента. В результате получается асфальтогранулобетон (АГБ).
АГБ-смесь приготавливают в смесительной установке с принудительным перемешиванием в холодном состоянии асфальтобетонного гранулята с добавками: щебня фракций 5-25 мм (если необходимо), цемента, катионной битумной эмульсии и воды смачивания, если влажность гранулята ниже 1 %. Добавки в гранулят вводят в таком порядке: щебень, вода смачивания, эмульсия, цемент.
При приготовлении АГБ-смеси может быть использован гранулят, полученный как при послойном, так и однопроходном фрезеровании существующего покрытия на глубину 14-30 см. Однако кривая гранулометрического состава гранулята должна иметь плавное очертание и вписываться в границы составов для пористых и высокопористых смесей. Зёрен щебня фракций крупнее 5 мм должно быть не менее 35-40 %. В противном случае к грануляту добавляют щебень.
Ориентировочная доля отдельных компонентов по массе гранулята составляет: битумной эмульсии - 2-4 %; портландцемента - 2-5 %; воды - 4-6 %.
Смесь укладывается на подготовленное основание при температуре воздуха не ниже 0 и уплотняется сначала виброплитой, а затем звеном катков (виброкаток). После испарения влаги (примерно через 2 ч после окончания уплотнения) можно открывать движение автотранспорта с ограничением скорости до 40 км/ч. Через 4-5 часов можно укладывать следующий слой асфальтобетона, который выполняет роль защитного слоя и слоя износа. Вся технология может быть реализована в двух вариантах:
а) ведущая машина - фрезеровальная машина. В этом случае перемешивание и укладка смеси производятся в передвижном смесителе;
б) ведущая машина - фрезеровально-смешивающая машина, которая выполняет все операции по фрезерованию, перемешиванию, укладке и предварительному уплотнению смеси.
4.Технология устройства верхних слоев одежды.
Асфальтобетонные слои используют для устройства капитальных и облегченных усовершенствованных покрытий на дорогах І-ІІІ категорий.
Прочность асфальтобетонных покрытий в значительной мере определяет прочность одежды в целом, ровность и шероховатость покрытия. Свойства материала в значительной мере определяют свойства асфальтобетонных слоев и технологию их устройства. Чем больше вязкость вяжущего, тем больше больше температура смеси должна быть в период укладки и уплотнения слоя и тем больше времени нужно для уплотнения.
В зависимости от прочности каменных материалов в асфальтобетоне выбирают тип катков. При выборе типа катка выходят из необходимости уменьшения дробления камня при укатке.
Для приготовления асфальтобетонных смесей используют минеральный порошок, который получили в результате мелкого помола известковых, доломитовых и доменных шлаков.
Количество минеральной части и ее гранулометрического состава в значительной мере определяют свойства асфальтобетона. На свойства асфальтобетона также оказывает влияние свойства песка, минерального порошка и органического вяжущего.
Технологический процесс устройства асфальтобетонных слоев включает следующие основные операции: приготовление асфальтобетонной смеси на АБЗ; подготовка основания; транспортировка смеси на место строительства; укладка асфальтобетонной смеси; уплотнение.
Слои из песчано-гравийных смесей используют в большинстве случаев в качестве конструктивных слоев дорожной одежды дорог низких категорий. Также используют как дренажные основания для дорог разных категорий.
Эти слои по прочности значительно уступают слоям из каменных материалов и асфальтовым бетонам, что облегчает их использование в верхних слоях дорожной одежды.
Технология устройства песчано-гравийных смесей состоит из следующих операций: подготовка основания; транспортировка смеси к месту выполнения работ; разравнивание; уплотнение смеси с доувлажнением; профилирование (в случае необходимости).
Смесь к месту производства работ доставляют автомобилями-самосвалами, разравнивают - автогрейдерами. Уплотнение слоя является наиболее ответственной операцией. Используют катки на пневматических шинах. Если при работе катков образуются колеи, то давление в шинах уменьшают. Движение автомобильного транспорта по поверхности слоя не допускается, чтобы избежать его разрушения.
Грунтовые дороги. Грунтовыми называют дороги, устроенные из естественного грунта и грунта, укрепленного добавками других материалов. Поверхности дороги придают выпуклый профиль, для создания которого используют привозной грунт или грунт, полученный при устройстве водоотводных канав. В зависимости от свойств грунта дорога обладает большей или меньшей устойчивостью, а следовательно, и проезжаемостью. Хорошо содержащаяся грунтовая дорога в сухое время года обеспечивает проезд автомобилей с достаточными скоростями. Большим недостатком грунтовых дорог является их пылимость. В период осенней и весенней распутицы в связи с переувлажнением грунта и потерей несущей способности грунтовые дороги становятся непроезжаемыми, так как под воздействием колес автомобилей образуются глубокие колеи, выбоины и ухабы.
Для улучшения проезжаемости грунтовые дороги укрепляют добавками. Наблюдения показывают, что грунты, обладающие крупнозернистым скелетом с содержанием крупнопесчаных и гравийных частиц 45—75% и глинистых — 6—12%, не размокают и не теряют своей несущей способности даже при значительном увлажнении. Такой состав грунта называется оптимальным.
Если естественный грунт проезжей части дороги по своему составу отличается от оптимальной смеси, к нему добавляют недостающие частицы и доводят до оптимального состава. При введении добавок в естественный грунт должно быть обеспечено хорошее перемешивание, тщательное профилирование и уплотнение.
Улучшенные грунтовые дороги хорошо сохраняют профиль и обеспечивают проезд при интенсивности движения до 100 автомобилей в сутки. При более интенсивном движении поверхность дороги деформируется и требует усиленных работ по профилированию. Движение автомобилей большой грузоподъемности улучшенные грунтовые дороги не выдерживают. Профилирование (утюжку) грунтовых дорог необходимо выполнять систематически, в особенности после дождей.
Более надежно повысить водоустойчивость грунтов и их связность можно введением добавок минеральных (цемента, извести) и органических (битумов, дегтей) вяжущих материалов. Наиболее пригодны для обработки добавками вяжущих материалов супесчаные грунты и грунты оптимального гранулометрического состава. Обработанные добавками грунты становятся устойчивыми и их применяют для устройства покрытий при интенсивности движения до 500 авт /сут.
Покрытия из цементобетона устраивают на дорогах I, II и III категорий при большой интенсивности движения (более 3000 автомобилей в сутки). Преимуществами цементобетонных покрытий являются высокая" прочность, ровность и в то же время достаточная шероховатость, обеспечивающая хорошее сцепление автомобильных шин с поверхностью дороги.
Цементобетонные покрытия находят все большее применение ввиду своей экономичности и простоты эксплуатации. Производство работ по устройству цементобетонных покрытий почти полностью механизировано.
Цементобетонное покрытие представляет собой плиту из бетона, уложенную на прочное и устойчивое основание. В качестве оснований под бетонные покрытия применяют слои грунта, укрепленные вяжущими, крупнозернистый или среднезернистый песок, щебень, гравий или гравийно-песчаную смесь. Цементо-бетонное покрытие на песчаном основании разрешается укладывать только на дорогах III категории и при пониженной интенсивности на дорогах II категории. Основания устраивают на 0,5 м шире проезжей части с каждой стороны.
Бетон, используемый для изготовления плит, представляет собой рационально подобранную смесь из щебня, песка, цемента и воды. Прочность такой смеси характеризуется пределом прочности при сжатии после 28 суток твердения. Марка бетона определяется именно этой характеристикой и для дорожных покрытий должна быть не ниже 300.Толщину бетонной плиты назначают по расчету с учетом размера и характера движения. Обычно плита имеет толщину 18—24 см в пределах всей ширины проезжей части и поперечный уклон для стока воды 10—15%.Толщина бетонной плиты может быть уменьшена путем применения напряженной арматуры для предварительного напряжения укладываемого бетона. Для предохранения плиты от образования трещин при температурных изменениях устраивают температурные швы. Швы расширения (поперечные), обеспечивающие удлинение плиты, имеют зазор 2,5—3 см и устраиваются через 20—80 м.
Швы сжатия (поперечные) предохраняют плиту от трещин, возникающих при понижении температуры, их прорезают на глубину 5 см шириной 1 см через 4—10 м Расстояние между поперечными швами зависит от вида основания, толщины плиты и температуры воздуха во время бетонирования.
Продольные швы делают по оси проезжей части при ширине ее 7—7,5 м или параллельно оси через 3,5—3,75 м. Поскольку температурные швы как бы разрезают покрытие на отдельные плиты, необходимо создать условия равномерной работы смежных плит, что достигается укладкой штырей. Штыри препятствуют поперечному смещению плит у швов и вместе с тем позволяют им перемещаться в продольном направлении. Для обеспечения водонепроницаемости швы заполняют упругим материалом или специальной мастикой.
В некоторых случаях покрытия устраивают со стальной арматурой, укладываемой, главным образом, для предупреждения образования трещин. Если покрытие устраивают в два слоя, то металлическую сетку укладывают между первым и вторым слоями.
Возможно устройство цементобетонных покрытий из готовых железобетонных плит, которые транспортируют к месту грузовыми автомобилями и укладывают на заранее подготовленное основание автомобильными кранами. Сложность монтажа и транспортирования плит больших размеров не позволяет применять этот способ в широких масштабах.
Мостовой называют покрытие, состоящее из штучного камня. Материалы, применяемые для мостовых, бывают естественными и искусственными.
К естественным относится шашка правильной формы (брусчатка, мозаиковая шашка), приготовленная из прочных пород камня, или грубокологая шашка, которая имеет примерно форму усеченной пирамиды и высоту 14—18 см. В природе встречается естественный валунный камень — булыжник — размером по высоте 14—18 см, который также может использоваться для устройства мостовой. Строительство мостовой требует квалифицированного ручного труда.
Поверхность мостовой — неровная, скорость движения автомобилей по ней ограниченная, поэтому мостовые находят все меньшее применение.
Усовершенствованные мостовые из брусчатки и мозаики применяют только в городских условиях. Высокая прочность, долговечность оправдывают в некоторых случаях высокие затраты на их строительство. Такие мостовые обеспечивают интенсивность движения более 3000 авт./сут с расчетными скоростями для дорог I—III категорий. Сложность механизации, большое количество ручного труда не позволяют их применить в широких масштабах на загородных дорогах.
Щебеночные покрытия, так же как и гравийные, устраивают на дорогах IV и V категорий при небольшой интенсивности движения (до 200 автомобилей в сутки). Для устройства щебеночных покрытий применяют искусственно дробленый каменный материал, чаще известняковый, имеющий прочность при сжатии не ниже 600 кгс/см2.
Для нижних и средних слоев щебеночных оснований и покрытий применяют фракционный щебень крупностью 40—70 и 70—120 мм; для верхних слоев оснований и покрытий — 40— 70 мм; для расклинивания — 5—10, 10—20 и 20—40 мм. Щебень слабых пород применяют размером более 70 мм.
Щебеночное покрытие устраивают на песчаном подстилающем слое. Для основания могут быть использованы другие местные материалы (шлак, ракушка, гравий).
Принцип устройства щебеночного покрытия заключается в следующем. Щебень крупностью 40 мм и выше рассыпают на заранее подготовленное основание, выравнивают по заданному профилю и предварительно уплотняют катками до неподвижности щебенок. Затем для расклинивания последовательно рассыпают более мелкий каменный материал — щебень крупностью 10—20 мм и 5—10 мм. Укаткой достигают полного заклинивания щебенок. При укатке щебень поливают водой, которая облегчает подвижность щебенок в процессе укатки и способствует цементации и лучшему формированию покрытия.
Щебеночное покрытие устраивают в корытном профиле в один слой толщиной 10—18 см, а при толщине более 18 см — в два слоя. Для нижнего слоя используют менее прочный щебень. Поверхности покрытия придают поперечный уклон 30%о-
