Рулонная теплоизоляция
Одним из этапов ремонта является установка тепловой изоляции. Она делается, чтобы сберечь энергию в зимний период и исключить чрезмерно высокую температуру в помещениях в жаркую погоду. Одна из самых распространенных и эффективных изоляций — рулонная. Она обладает низкой теплопроводностью, отличной гибкостью и в то же время хорошо сохраняет форму.
Плюсы и минусы рулонной изоляции
Выбор в пользу рулонной изоляции делают по многим причинам:
- быстрая установка, легко раскатывается, покрывая большие площади;
- возможность утепления объемных тел сложной формы, труднодоступных мест, например, углубленного в нишу водонагревателя;
- легко достичь герметизации стыков, которых намного меньше, чем при установке плит;
- меньше отходов по сравнению с плитами;
- широкий диапазон рабочих температур;
- легкость в транспортировке;
- высокая влагостойкость и низкая паропроницаемость, достигаемая в том числе за счет дополнительного защитного слоя из фольги и других покрытий;
- повышенная стойкость к воздействию негативных факторов окружающей среды;
- широкий ассортимент, возможность подобрать оптимальный вариант в зависимости от поверхности и условий;
- стоимость рулонной теплоизоляции ниже, чем плит, изготовленных из того же материала.
Обычный рулонный утеплитель на основе минеральной ваты за счет повышения энергосбережения способен повысить температуру в помещении на несколько градусов.
Рулонная изоляция имеет и свои недостатки. Например, из-за тонкого материала требуется укладка в несколько слоев. С другой стороны, полотна с большой толщиной неудобно монтировать. В некоторых случаях минусом является низкая жесткость материала. Отдельные виды утеплителей представляют реальную угрозу здоровью человека, поэтому ограничены в применении.
Область применения рулонной изоляции
Теплоизоляционные материалы в виде рулонов обладают целым арсеналом положительных качеств, что обеспечивает их широкое применение. С учетом условий и требований к эксплуатации они могут быть использованы для разных целей и объектов:
- для жилых домов и нежилых помещений;
- для внутренней и наружной декоративной отделки, под обои, плитку и другие облицовочные материалы;
- для поверхностей, расположенных как вертикально, так и горизонтально, в частности для полов, подвергающихся повышенной нагрузке;
- для трубопроводов и других коммуникаций;
- для кровли и чердаков, снижения тепловых потерь через перекрытия.
Такая универсальность достигается за счет гибкости материала, а также плотности, достаточной для того, чтобы он не подвергался деформации.
Изоляционный рулон, покрытый защитным слоем из металла, устанавливается там, где требуется обеспечить максимально низкие потери тепла. Это могут быть сауны, бани, помещения с «теплым полом» и т. д.
Благодаря рулонному утеплителю появляется возможность осуществлять монтаж изоляции на конструкциях со сложными геометрическими формами. С их помощью можно защитить поверхности с разными уровнями, изгибами, стыками и труднодоступными местами.
Основные виды рулонной изоляции
Для изготовления изоляции используют разное сырье. Широкое применение получили рулонные утеплители на основе минеральной ваты. Благодаря отличным эксплуатационным характеристикам все большую популярность завоевывает изоляция из вспененного полиэтилена.
Материалы натурального происхождения, например, изготовленные из пробки, встречаются не так часто из-за высокой стоимости. Для обеспечения дополнительной защиты и усиления положительных качеств одну или обе стороны некоторых утеплителей покрывают бумажным, фольгированным или металлическим слоем.
Общие требования к рулонной изоляции из минеральной ваты
Минеральная вата представляет собой волокнистый материал, в основе производства которого лежат расплавленные горные породы, стекло, металлургические шлаки и их смеси.
Во избежание проникновения пара для данного вида изоляции с любым составом требуется защитное покрытие. В функционал этого дополнительного слоя также входит сдерживание вредных веществ, способных нанести вред здоровью человека. Их концентрация со временем только увеличивается. К примеру, в составе минеральной ваты зачастую присутствуют опасные для здоровья формальдегиды. При этом, чем хуже качество утеплителя, тем больше содержание веществ данной группы.
Чтобы уложить минеральную вату, перед этим необходимо смонтировать каркас. Установка самих рулонов происходит встык. Во избежание появления на поверхности объекта холодных участков необходимо исключить зазоры между соседними полотнами. При этом, чтобы обеспечить надежную защиту от низких температур, рулон можно укладывать в несколько слоев.
В зависимости от сырья для изготовления, минеральная вата имеет следующую квалификацию:
- шпаковата;
- стекловата;
- базальтовая (каменная) вата.
По своей структуре данная изоляция бывает облегченной и очень плотной. Если первая больше предназначена для потолков и перекрытий, то второй изолируют стены и пол. Плотность и жесткость материала влияют на размеры рулона. Длина может варьироваться от 300 до 800 см, ширина — от 60 до 122 см, по толщине утеплитель выпускают в 3 исполнениях: 5, 10 и 15 см.
Базальтовая (каменная) вата
Основное применение базальтовой ваты — изоляция больших плоских поверхностей. Ее производят, переплавляя горные породы в хаотично переплетенные между собой тонкие волокна. Главным преимуществом данного утеплителя является негорючесть.
Базальтовая вата бывает жесткой и эластичной. Последняя используется в виде рулонной изоляции. Свое распространение она получила за один из самых низких показателей теплопроводности среди всех видов минеральной ваты. Материал объемом 1 м³ весит от 30 до 100 кг. Он рассчитан на температуру до 700 °C. По заявлению производителей, базальтовая вата не имеет в своем составе вредных веществ, которые могут нанести вред здоровью человека. Хотя анализы показывают, что микроэлементы волокон и связующих веществ через какое-то время проникают в воздух.
Стекловата
Стекловата является универсальным теплоизоляционным материалом. При ее производстве сырье подвергается сильному нагреву (до 1450 °C). Путем плавки получают такие же волокна, как в базальтовой вате, только на основе песка и стекла. Далее материал склеивают с помощью связующего вещества и производят формовку. На завершающем этапе происходит окраска в желтый цвет.
Стекловата имеет самую низкую цену, за счет чего пользуется огромным спросом на рынке. При этом стекловата отлично справляется со своей основной функцией — сохранением тепла. Она способна выдерживать температуру до 450 °C. Плотность материала составляет всего 25 кг/м³.
Основной недостаток стекловаты — содержащиеся в ней вредные микрочастицы, которые при контакте с материалом вызывают раздражение тканей и оказывают негативное воздействие на кожный покров и органы дыхательных путей. Именно поэтому, работая с ней, следует обязательно применять средства индивидуальной защиты (очки, перчатки и т. д.). Стекловату обычно используют для изоляции наружных поверхностей.
Шпаковата
Основой для производства шпаковаты служат металлургические отходы, а именно доменные шлаки. Цена и изоляционные качества материала являются оптимальными для массового использования, однако он считается устаревшим. Главные причины, по которым его перестали использовать в жилых помещениях — это ломкость и частые аллергические реакции.
Шпаковата имеет разную плотность. Для перекрытий лучше подходит материал с величиной 75 кг/м³, для стен — с 125 кг/м³. Отличается высокой гигроскопичностью, а контактируя с водой, теряет свои главные положительные свойства. Негорючий, при воздействии температуры 300 C° начинает плавиться.
Рулонный утеплитель с защитным покрытием из фольги
Рулонный утеплитель с защитным покрытием из фольги на основе минеральной ваты призван снизить воздействие ультрафиолетовых лучей, повысить энергосбережение и обеспечить должную гидроизоляцию.
При монтаже фольгированного утеплителя необходимо учитывать, что для снижения теплопередачи важно оставить зазор не менее 1,5 см между отделкой и изоляционным полотном.
Фольгированная изоляция применяется при установке «теплого пола», для изоляции сырых помещений, например, бассейнов и бань.
Рулонная изоляция из пенополиэтилена
Рулонная изоляция на основе пенополиэтилена не разрушается под воздействием негативных факторов окружающей среды, и, в целом, достаточно устойчива к влаге, перепадам температур, жаре и морозу. Она имеет несколько исполнений:
- с дополнительным фольгированным слоем и без;
- с клеевой основой и без;
- для изоляции стен или трубопроводов и различных коммуникаций;
- для различных условий окружающей среды, например, для сильных морозов с толщиной 4 см.
Для полиэтиленовой изоляции не нужна дополнительная защита от паропроницаемости. Она влагостойка и имеет длительный срок эксплуатации. Данный вид утеплителя рассчитан на температуру от -60 до +100 С°, подходит для наружного и внутреннего применения.
Вспененный полиэтилен имеет низкий коэффициент теплопроводности благодаря закрытой пористой структуре. Она образуется, когда нагретый материал смешивается с газовой смесью и впоследствии застывает. Для придания структуре прочности физическим или химическим способом производят усиление связей между молекулами (сшивают).
Тонкие рулоны с шириной от 0,6 до 1,2 м, могут достигать в длину до 30 м. Толщина изделия обычно составляет всего 1 см.
Из недостатков, в первую очередь, следует выделить горючесть материала и проводимость тока. Для установки рулонов на стене требуется специально предназначенный для этих целей клей.
Виды изоляции из вспененного полиэтилена
Существует два вида вспененного полиэтилена: сшитый и несшитый. Хоть оба материала обладают низкими показателями теплопроводности, за счет сильных связей между молекулами характеристики первого гораздо лучше, чем у второго. Рулонная изоляция из вспененного полиэтилена имеет следующие преимущества:
- долговечный, срок эксплуатации до 100 лет;
- водонепроницаемый;
- легкий монтаж;
- высокий коэффициент сопротивления паропроницаемости;
- экологически чистый, безвредный для человека;
- не подвержен разрушению со стороны бактерий и грибков;
- для эффективного удержания тепла достаточно даже небольшой толщины слоя.
Преимущество сшитого полиэтилена над обычным аналогом заключается в заметном снижении интенсивности звуковых волн. Кроме этого, для него характерна большая прочность на сжатие, он отлично подходит для использования в качестве утеплителя поверхностей, подверженных повышенным нагрузкам, например, пола. Несшитый полиэтилен под действием внешней нагрузки теряет свою форму, которую невозможно возвратить в исходное состояние.
Пробковый утеплитель
Данный вид изоляции производят из коры пробкового дуба путем ее измельчения, соединения органическим клеем и опрессовки. Толщина получаемого рулона варьируется от 2 до 6 мм, длина может достигать 10 м, ширина, как правило, составляет 1 м. Натуральное происхождение материала делает его безопасным в течение всего срока эксплуатации. В основном пробковый утеплитель используется под обои, а также в качестве подложки для укладки ламината или монтажа «теплого пола».
Несмотря на маленькую толщину слоя теплопроводность «пробки» превосходит значение минеральной ваты. Из других свойств следует выделить малогорючесть, плохую впитываемость воды, не самую лучшую звукоизоляцию и большой запас прочности (может прослужить до 50 лет). Из-за высокой плотности она очень тяжелая. Одним из факторов, ограничивающих ее повсеместное применение, является высокая цена.
Изготовлением утеплителей из пробкового дуба преимущественно занимаются португальские компании. Они выпускают широкую линейку изоляционных рулонов, которые, в том числе, можно использовать в качестве отделки для стен. Установка пробкового полотна не представляет труда, для его укладки требуется специальный клей.
Защитный слой теплоизоляции
Защитный внешний слой тепловой изоляции служит для улучшения ее характеристик.
Самым распространенным материалом для внешнего покрытия рулонных утеплителей является фольга, способная отражать тепло. Как правило, она располагается на стороне, обращенной внутрь помещения. Ее наличие уменьшает теплопроводность, снижает паропроницаемость и защищает поверхность от воздействия влаги. Фольгированная изоляция разрабатывалась для горячих трубопроводов, но в скором времени стала успешно применяться и для других конструкций.
Покрытие из металла выгодно отличается от фольгированного, что касается паро- и воздухопроницаемости. Однако оно подвержено истиранию вследствие механического воздействия. С уменьшением толщины слоя увеличиваются потери тепла.
Бумажное покрытие обеспечивает более плотный контакт между утеплителем с изолированной поверхностью. Оно может быть как на одной стороне, так и на двух для поклейки обоев.
Выбор рулонного утеплителя
В наши дни существует огромное множество предложений рулонных утеплителей, среди которых нет так уж просто найти подходящий для конкретной конструкции и условий эксплуатации. Чтобы сделать правильный выбор, проанализируйте следующие факторы:
- тип помещения (является жилым, хозяйственным или административным);
- площадь всех поверхностей, которые необходимо изолировать;
- уровень уличного шума;
- уровень влажности внутри помещения.
Важно, чтобы теплоизоляционный утеплитель обладал не только хорошими эксплуатационными свойствами, но и был экологически чистым, не выделял вещества, способные вызвать аллергические реакции и нанести вред здоровью человека.
Рулонный утеплитель зачастую является предпочтительным вариантом из-за удобства монтажа и хорошей способности удерживать тепло. Но имейте в виду, что волокнистые материалы утрачивают свои эксплуатационные свойства при контакте с влагой. Выбирайте материал с защитным покрытием, которое обеспечит хорошую гидроизоляцию.
Если же вы остановили свой выбор на утеплителе из пенополиэтилена, учтите, что он не пропускает пар. Для поддержания нормального микроклимата в помещении потребуется установка приточно-вытяжной вентиляции или улучшение естественной циркуляции воздуха.
Опыт одновременного строительства подземной и надземной частей здания методом up-doun
В условиях плотной городской застройки, а также дефицита свободных участков подземное строительство приобретает особую актуальность, однако местная специфика и гидрогеологические условия делают задачу возведения подземных объектов очень непростой. Это стимулирует инженеров использовать новые методы, которые обеспечивают безопасную эксплуатацию окружающей застройки, позволяют проводить подземные работы практически на любой глубине даже в самых сложных инженерных и геологических условиях. Одним из таких является метод up-down, или «вверх-вниз». Такой способ позволяет на нулевой отметке выполнить перекрытие и продолжить строительство одновременно как вверх, так и вниз. Данная технология является актуальной в современных условиях строительства, так как позволяет возводить здания с меньшим задействованием близлежащих территорий. В статье описан принцип технологии up-down, представлен порядок производства работ, рассмотрены основные преимущества и недостатки данного метода, приведены результаты геотехнического мониторинга окружающей застройки.
Основной областью применения метода up-down является устройство глубоких котлованов в пределах плотной городской застройки. Обычно этот метод используется при невозможности выполнения грунтовых анкеров вследствие стесненных условий и существующей развитой подземной части на соседних участках [1–7]. Кроме того, этот метод используется при малых допустимых деформациях окружающих зданий и сооружений. Явным преимуществом метода up-down является высокий темп строительства при устройстве высотной части (рис. 1).
Рис. 1. Схема производства работ по методу up-down
При многих преимуществах этого метода строительства он в большинстве случаев ведет к удорожанию строительного производства по сравнению со строительством в открытом котловане. Особую сложность представляет собой организация снабжения и логистики при подобном виде работ [8]. Следует отметить, что устройство подземной части по методу «вверх-вниз» требует высокой квалификации подрядчика и детальной проектной проработки [9].
Для производства работ по устройству подземной части при данном методе строительства используется технологии «стена в грунте» и струйная цементация грунта (Jet-grouting). Проектирование конфигурации стены выполняется с учетом особенностей технологического оборудования (гидрофрезы). В ходе подготовительных работ по контуру будущей ограждающей конструкции выполняется форшахта шириной 60…80 см и глубиной до 3,0 м. Стенки форшахты раскрепляются железобетонными монолитными конструкциями.
Разработка грунта в траншее и бетонирование выполняются под защитой глиняного тиксотропного раствора, приготовляемого из бентонитовой глины, что обеспечивает устойчивость стенок траншеи от обрушения. Параметры раствора корректируются при производстве работ на опытном участке.
Укладка бетонной смеси панелей ограждающей конструкции производится методом вертикального подъема трубы. Бетонирование стен под защитой глиняного раствора должно выполняться не позднее чем через 8 часов после образования траншеи в захватке. Бетонирование одной захватки проводится непрерывно на всю высоту. Между захватками выполняется холодный рабочий шов, а армирование захватки — сборными пространственными арматурными каркасами. Глубина ограждающей конструкции по данной технологии может достигать 25…30 м.
По грунтовым условиям «стена в грунте» может применяться в любых дисперсных грунтах.
При устройстве больших котлованов, внутри которых возводится здание или сооружение, ограждающие конструкции, выполненные методом «стена в грунте», используют как внешние стены подземной части. В этом случае нагрузка от здания передается на фундаменты, не связанные с ограждающими стенами.
При необходимости ограждающие конструкции, устраиваемые методом «стена в грунте», могут выполнять двойную функцию: являются и ограждением котлована, и конструктивным элементом.
Современные технологии позволяют устраивать конструкции подземных сооружений разных форм, но традиционные и наиболее часто встречающиеся — конструкции из прямолинейных стенок.
При наличии грунтов, содержащих твердые включения природного или техногенного происхождения (крупные валуны, обломки бетонных конструкций, каменной кладки и др.), при проходке траншеи используется техника, оснащенная фрезерным оборудованием, например, фирм «Бауэр», «Касагранде».
Использование грейферного оборудования, которым крупные включения извлекаются, может привести к деформированию стенки траншеи, падению уровня тиксотропного раствора и деформациям окружающего массива и близ расположенных зданий.
Для надежного уплотнения проблемных стыков между панелями траншейных стен, как показал опыт строительства, успешно может быть применена технология струйной цементации jet-grouting. Она заключается в разрушении и перемешивании грунта мощнонапорной струей цементного раствора, исходящего под высоким давлением из монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны. В результате в грунтовом массиве формируются сваи диаметром 0,6–1,5 м из нового материала — грунтобетона с достаточно высокими несущими и противофильтрационными характеристиками. При этом цементационные работы могут выполняться как снаружи ограждающих котлован стен, так и изнутри котлована до его разработки. С этой целью в зависимости от прогнозируемой величины раскрытия стыков с глубиной могут быть применены неармируемые или армируемые металлическими трубами грунтоцементные колонны диаметром 60 или 80 см.
Для разработки грунтового ядра внутри подземного сооружения, возводимого способом «стена в грунте», рекомендуется применять технологию, которая предусматривает разработку вначале центральной части грунтового массива на глубину одного яруса с сохранением по периферии нетронутых участков. Такой прием облегчает работу ограждающей конструкции. Затем монтируются распорные конструкции, и разрабатывается оставшаяся часть грунта. Одним из существенных преимуществ данных технологий является возможность устройства как отдельных, так и протяженных подземных конструкций с поверхности земли без экскавации котлована [10].
Производство работ по методу up-down считается одним из самых сложных видов строительного производства с геотехнической точки зрения и предусматривает комплексную программу мониторинга в период строительства здания [11].
- Характеристика объекта строительства
Рассматриваемая площадка строительства обладает практически всеми перечисленными осложняющими факторами:
Инженерно-геологические и гидрогеологические условия.
В геологическом строении площадки принимают участие следующие элементы (рис. 2): ИГЭ-1. Современные техногенные отложения, песчано-суглинистые грунты со щебнем кирпича. ИГЭ-2. Глина мягкопластичной консистенции. ИГЭ-3. Суглинки мягкопластичной и тугопластичной консистенции. ИГЭ-4. Супеси пластичные. ИГЭ-5. Пески пылеватые, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-6. Пески мелкие, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-7. Пески средней крупности, средней плотности, водонасыщенные. ИГЭ-8.1. Глина полутвердая. ИГЭ-8. Мергель малопрочный. ИГЭ-9.1. Известняк, разрушенный до щебня и дресвы. ИГЭ-9. Известняк малопрочный. ИГЭ-10. Глина полутвердая.
Подземная вода встречена на глубине 3,7…4,0 м от поверхности.
В представленных инженерно-геологических условиях, при наличии в основании значительной толщи слабых грунтов и высоком уровне грунтовых вод, основным требованием к ограждающей конструкции котлована является обеспечение минимального поступления воды в котлован и ограничение дополнительных вертикальных перемещений окружающей застройки. Для определения зданий и сооружений, на которые возможно влияние от строительства проектируемого, предварительно назначается 30-метровая зона, которая впоследствии уточняется расчетами. Выполняется обследование зданий, определяется история их строительства, техническое состояние основных конструктивных элементов. Величина допустимого влияния определяется исходя из условия обеспечения надежности здания и зависит от его технического состояния и конструктивной схемы.
Рис. 2. Инженерно-геологический разрез площадки строительства
Градостроительная и геотехническая ситуация.
Строящееся здание возводится в существующем квартале исторической застройки на месте демонтированного здания. При этом по градостроительным условиям было необходимо сохранить исторический фасад здания, выходящий на улицу. В зону влияния строительства попадают 15 зданий, техническое состояние зданий по результатам обследования оценено как удовлетворительное, предельные дополнительные осадки этих зданий ограничены диапазоном 10…30 мм. Для обеспечения сохранности и механической безопасности зданий при производстве работ по строительству здания и в ходе его эксплуатации необходимо было выполнить комплекс работ по улучшению механических свойств грунтовых оснований (метод компенсационного нагнетания цементного раствора) и усилению конструкции фундаментов. На всех этапах производства работ был организован мониторинг за развитием вертикальных перемещений и техническим состоянием основных конструкций зданий. Схема расположения наблюдательных марок приведена на рис. 3.
Рис. 3. Схема размещения наблюдательных марок (вертикальные перемещения)
Характеристика строящегося здания.
Здание монолитное, железобетонное, с максимальной отметкой верха 34,10 м, прямоугольной формы в плане, состоящее из 6-этажной надземной части и 3-этажной подземной части (гаража). Несущие конструкции — продольные и поперечные монолитные железобетонные стены и колонны. Максимальная глубина котлована 12,60 м. Способ разработки котлована up-down: заглубление под защитой дисков плит перекрытий с возможностью одновременного строительства вверх. Конструкция ограждения котлована: траншейная стена толщиной 640 мм, выполняемая гидрофрезерным оборудованием (базовая машина BAUER BG-28 с гидрофрезой BC-32). Фундамент — свайное поле со сваями-бареттами, опирающимися на однородный скальный грунт (известняки). Вся эксплуатационная нагрузка передается на сваи, железобетонная плита подстилающего слоя толщиной 250 мм не связывается со сваями.
2. Последовательность выполнения работ
Производство работ по устройству подземной части здания выполнялось в следующей последовательности:
Этап 1. Выполнение компенсационного нагнетания цементного раствора в грунтовое основание фундаментов зданий окружающей застройки. Усиление конструкции фундаментов зданий окружающей застройки. Устройство буроинъекционых свай в основании фундаментов сохраняемой части фасада (рис. 4).
Рис. 4. Схема выполнения работ по усилению грунтового основания фундаментов существующих зданий
Усиленный таким образом грунтовый массив является новым техногенным образованием, обладающим высокой степенью жесткости. Методика уплотнения позволяет уплотнять не только дисперсные связанные грунты (глины, суглинки, супеси), но и несвязанные дисперсные грунты (пески, насыпные техногенные грунты). Расширение возможностей применения технологии на широком спектре грунтов происходит за счет подбора качественной характеристики раствора, обеспечивающей ее высокую проникающую способность. Наличие грунтовых вод не является противопоказанием к применению высоконапорной инъекции.
Этап 2 (рис. 5). Выполнение форшахт для устройства ограждения по периметру подземной части здания и для выполнения свай-баретт. Производство работ по устройству монолитной железобетонной плиты рабочего уровня с направляющими гильзами для устройства скважин цементации. Бурение скважин и цементация скального грунта. После цементации вдоль периметра ограждения котлована образуется слой скального грунта с достаточными противофильтрационными свойствами для разработки вертикальных траншей
Рис. 5. Этапы устройства форшахт ограждения по периметру и баретт, цементации основания и бетонирования плиты рабочего уровня
Рис. 6. Этапы устройства ограждающей конструкции, свай-баретт и экскавации котлована
под защитой бентонитового раствора. Водопроницаемость зацементированных грунтов контролируется по величине удельного водопоглощения, установленного при гидравлическом опробовании контрольных скважин. В основании баретт формируется непрерывный пласт сплошного зацементированного скального массива с нормативным пределом прочности на одноосное сжатие — R_с≥11,0 МПа. Для контроля прочности выполняется отбор образцов и их лабораторные испытания.
Этап 3 (рис. 6). Устройство траншейной стены ограждения подземной части методом «стена в грунте» гидрофрезерным оборудованием (единичная заходка — 2800 х 640 мм) в две очереди по захваткам с заведением в водоупор (ИГЭ-10) не менее чем на один метр. Устройство замыкающих грунтобетонных элементов, выполняемых по технологии струйной цементации грунта (Jet-1), между криволинейными захватками с заведением до отметки кровли скального грунта (ИГЭ-8).
Этап 4. Устройство баретт (2800 х 640 мм) с «сердечниками» под временные и постоянные железобетонные и стальные колонны и баретт под башенный кран по технологии «стена в грунте».
Этап 5. Демонтаж форшахт и железобетонной плиты рабочего уровня. Устройство фундамента башенного крана. Срубка шламового бетона верхней части ограждения котлована на высоту 500 мм. Устройство обвязочной балки и периферийной части плиты перекрытия на отметке (-0.100) по инвентарной опалубке.
Этап 6. Поэтапная экскавация котлована до отметки -4,550 м. Демонтаж временных колонн.
Этап 7. Устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия на отметке (-4.550) по бетонной подготовке. Устройство вертикальных несущих конструкций минус первого этажа.
Этап 8. Устройство центральной части плиты перекрытия с технологическими проемами на отметке (-0.100). Эта конструкция позволяет вести работы по устройству надземной части здания, поскольку опирается на ранее выполненные сваи баретты и не требует устройства фундаментной плиты на минус третьем уровне. Начало строительства надземной части здания без ограничения скорости производства работ и этажности.
Этап 9. Разработка грунта котлована малогабаритной техникой до отметки -8.500. Устройство монолитной железобетонной плиты перекрытия минус второго этажа на отметке -8.200.
Этап 10. Разработка грунта котлована малогабаритной техникой до отметки -12,600 м. Срубка и оформление оголовков баретт. Устройство дренажной системы по дну котлована. Устройство монолитной железобетонной плиты пола минус третьего этажа.
Этап 11. Устройство вертикальных несущих конструкций минус третьего этажа.
Этап 12. Завершение работ по устройству монолитной железобетонной плиты минус второго этажа. Устройство пандусов и лестничных маршей. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус третьем этаже. Для устройства монолитной прижимной стенки в перекрытиях были предусмотрены технологические гильзы-направляющие.
Этап 13. Устройство вертикальных несущих конструкций минус второго этажа. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус втором этаже.
Этап 14. Ликвидация временного технологического проема в железобетонной плите на отметке -0.100. Демонтаж временных колонн.
Этап 15. Демонтаж башенного крана. Демонтаж ростверка и баретт башенного крана. Устройство внутренней вертикальной гидроизоляции и прижимной монолитной железобетонной стенки на минус первом этаже. Устройство наружной вертикальной гидроизоляции стилобатной части здания и благоустройство территории.
3. Геотехнический мониторинг
В ходе геотехнического мониторинга выполнялись высокоточные геодезические измерения отметок установленных деформационных марок, оценивалась динамика развития вертикальных перемещений зданий и проводилась визуальная оценка их технического состояния. Динамика развития наиболее интенсивных вертикальных перемещений показана на рис. 7. Вертикальные перемещения остальных марок имеют меньшие значения. Относительная разница дополнительных осадок фундаментов существующих зданий также не превысила предельно допустимого уровня.
Рис. 7. Динамика развития вертикальных перемещений деформационных марок
О стабилизации осадок зданий окружающей застройки можно судить по изменению скорости их развития, а она имеет явную тенденцию к снижению. Это можно хорошо проследить на графике построенных по данным наблюдений. Если в начальный период наблюдения она составляла 0,1…0,15 мм/сут, то через 90 суток она составила 0,03…0,45 мм/сут, следовательно, снизилась в 2,5 …3,0 раза. Такое снижение скорости развития абсолютной величины вертикальных перемещений свидетельствует о процессе их стабилизации.
Заключение
Выбор метода производства работ up-down по устройству здания в стесненных городских условиях оказался полностью оправданным. Использованные при реализации этого метода технологии позволили выполнить работы в установленные сроки, с качеством обеспечивающим механическую безопасность как строящегося объекта, так и окружающей застройки. Производство работ хотя и является технически сложным, но при надлежащем уровне мониторинга позволяет оптимизировать сроки проведения работ. Полученный в ходе строительства опыт может быть в дальнейшем использован при проектировании и строительстве объектов такого уровня сложности.
Литература
1. Абелев М. Ю. Особенности технологии проведения работ по устройству фундаментов: Учеб. пособие / М. Ю. Абелев, Б. М. Красновский. М.: Б. и., 1980. — 45 с.
2. Абелев М. Ю. Деформации сооружений в сложных инженерно-геологических условиях. М.: ЦМИПКС при МИСИ им. В. В. Куйбышева, 1982. — 290 c.
3. Строительство зданий и сооружений в сложных грунтовых условиях / [М. Ю. Абелев, В. А. Ильичев, С. Б. Ухов и др.]; под ред. М. Ю. Абелева. М.: Стройиздат, 1986. — 104 с.
4. Абелев М. Ю., Чунюк Д. Ю, Бровко Е. И. Выправление кренов высотных промышленных и гражданских зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2016. — № 11. — С. 54–59.
5. Катценбах Р., Шмитт А., Рамм Х. Основные принципы проектирования и мониторинга высотных зданий Франкфурта-на-Майне. Случаи из практики // Реконструкция городов и геотехническое строительство. 2005. № 9. C. 80–99.
6. Конюхов Д. С. Строительство городских подземных сооружений мелкого заложения. М.: Архитектура, 2005. — 298 с.
7. Chang-Yu Ou. Deep Excavations. Theory and Practice. London: Taylor & Francis, 2006. — 532 p.
8. Щерба В. Г., Абелев К. М., Храмов Д. В., Сагалаков Г. В., Бахронов Р. Р. Особенности обеспечения объектов строительства монолитных многоэтажных зданий в стесненных городских условиях. //Вестник МГСУ. — 2008. — № 3. С. 146–149.
9. Юркевич П. Б. Возведение монолитных железобетонных перекрытий при полузакрытом способе строительства подземных сооружений //Подземное пространство мира. — 2002. — № 1. — С. 13–22.
10. Makovetskiy O., Zuev S. Practice device artificial improvement basis of soil technologies jet grouting. Procedia Engineering. — 2016. — Vol. 165: 15th Intern. sci. conf. Underground Urbanisation as a Prerequisite for Sustainable Development 12–15 Sept. 2016, St. Petersburg, Russia. — P. 504–509.
11. Маковецкий О. А. Зуев С. С. Опыт проведения испытаний баретты большой длины в условиях плотной городской застройки // Жилищное строительство. 2018. — № 9 —С. 13–18.
Авторы статьи:
М. Ю. АБЕЛЕВ, С. С. ЗУЕВ , Р. Р. АХМЕТШИН
Центр инновационных технологий в строительстве Института ДПО ГАСИС НИУ ВЩЭ
АО «Нью Граунд»
Игорь Мурашов: строительные машины и оборудование XCMG являются воплощением современных высоких технологий и качества
Специализированная техника китайского концерна XCMG активно завоевывает российский рынок. Машины и оборудование данного бренда все чаще задействуются на строительных объектах нашей страны. Об особенностях производимых концерном машин, предназначенных для строительства фундаментов и подземных сооружений, рассказал порталу ASNinfo.ru Игорь Мурашов, специалист по буровым установкам компании «СюйГун Ру», являющейся официальным дистрибьютором XCMG в России.
Расскажите поподробнее о деятельности концерна XCMG. Какие достижения можете отметить?
Концерн XCMG ( Xuzhou Construction Machinery Group) был основан в 1989 году в китайском городе Сюйчжоу. За сравнительно короткое время он стал одним из мировых лидеров по производству дорожно-строительной техники. Наша компания ООО «СюйГун Ру» является официальным дистрибьютором XCMG в России, осуществляет поставки большинства видов спецтехники концерна, а также запасных частей.
Приведу несколько показательных цифр. В настоящее время XCMG занимает 4-ое место в мире среди 50-ти крупнейших производителей строительной техники (согласно ежегодному международному рейтингу журнала «Желтая таблица 2020»). Продукция концерна экспортируется более чем в 130 стран мира. Техника, выпускаемая под маркой XCMG, производятся в тесном сотрудничестве с самыми известными мировыми производителями, такими как Liebherr, ThyssenKrupp, Caterpillar. Компании принадлежит контрольный пакет акций компании Schwing - второго по величине производителя бетононасосов в Германии, также немецкой Fluitronics и AMCA Hydraulics из Нидерландов. Численность персонала XCMG - более 26 тыс. человек.
Добавлю, что более 200 млн долларов концерн инвестировал в строительство производственной площадки в Бразилии, 50 млн евро - в строительство нового исследовательского центра в Krefeld's Europark Fichtenhain в Германии. Создана перспективная производственная площадка в Польше. В самый ближайший период планируется открыть 12 заводов XCMG за пределами КНР, а также создать 8 региональных центров продаж по всему миру. Можно с уверенностью сказать, что строительные машины и оборудование, производящиеся под брендом XCMG уже давно узнаваемы и являются воплощением современных высоких технологий и качества.
А можете привести данные по производству буровых установок и спецтехники для строительства фундаментов и подземных сооружений?
Подразделение компании по выпуску машин для выполнения фундаментных и специальных подземных работ называется Xugong Foundation Construction Machinery Co., Ltd. Оно было образовано в январе 2010 года. Площадь предприятия занимает около 100 тыс. кв. м, из них 30 тыс. кв. м - производственные корпуса. Штат сотрудников насчитывает всего около тысячи человек, но современные технологический процесс позволяет выпускать около 1100 единиц машин в год.
На текущий момент завод выпускает роторные буровые установки, анкерные буровые установки, установки горизонтально-направленного бурения, проходческие щиты для микротоннелирования, горнопроходческие комбайны, машины для выполнения работ по технологии «стена в грунте» с грейферным навесным оборудованием или гидрофрезой.
Какие модели сейчас производятся в данном сегменте? Какие их ключевые характеристики можно выделить?
В настоящее время роторные буровые установки XCMG выпускаются под серией XR, крутящий момент вращения ротора которых составляет от 80 кН/м до 793 кН/м. Они способны выполнять работы по различным технологиям: бурение при помощи телескопической штанги келли, CFA (непрерывный шнек), метод раскатки грунта, DTH (пневмоударник). Наш завод буровых машин также может похвастаться тем, что гигантская буровая установка - XR800E - была спроектирована и построена именно на нем. Эта уникальная машина весом в 320 тонн способная бурить диаметром до 4600 мм. Линейка установок «Стена в грунте» серии XG с подъемным усилием 500 - 700 кН с помощью двух синхронно работающих лебедок, расположенных в задней части машины, может сооружать траншеи шириной от 300 до 1500 мм на глубину до 105 м. При этом, по сравнению с классическим тросовым грейфером, его гидравлический собрат обеспечивает более точное копание, с возможностью изменения положения грейфера в траншеи при помощи специальных лап на гидроцилиндрах, которыми можно отталкиваться от стен, тем самым меняя положение грейфера в траншее. Гидравлические фрезы XCMG зарекомендовали себя как высокотехнологичный, точный и производительный инструмент для разработки траншеи «стена в грунте» в твердых и скальных породах. Ширина траншеи может быть от 800 до 1500 мм, а глубина может достигать 85 метров.
Стоит еще упомянуть о популярном в последние годы в России классе многофункциональных машин для укрепления и стабилизации грунтов по таким технологиям, как Jet grouting, анкерное крепление, микросваи и бурение с пневмоударником. В этом сегменте завод представил свою модель XMZ120, способную создать достойную конкуренцию европейским производителям машин подобного класса.
Владельцы и операторы буровых машин XCMG в России уже положительно оценили плавную и информативную работу гидравлики, систему автоматической смазки шарнирных соединений и, как следствие, более легкое и простое ежесменное техническое обслуживание, а также лебедку с намоткой каната в один слой, что позволяет продлить срок службы дорогостоящих стальных канатов на машине.
В качестве производителей комплектующих для буровых машин XCMG были выбраны компании - мировые лидеры по производству компонентов для специальной техники. Это такие всемирно известные бренды, как Cummins, Rexroth, Bonfiglioli, Freudenberg, Hella, Pfeifer, Eaton, FAG и др. Всё вышеперечисленное, в комплексе с высокими стандартами качества XCMG, дает на выходе надежную и сбалансированную по техническим параметрам машину.
Можно ли говорить о глубокой цифровизации продукции XCMG?
Это действительно так. Всем известно, что Китай является лидером в производстве электронных высокотехнологичных систем, которые используются в нашей повседневной жизни, и буровые XCMG так же не остались обделенными высокотехнологичными системами. Так, управление в машинах осуществляется с помощью технологии интеллектуального управления контроллером с CAN шиной, что позволило упростить интерфейс управления и вывести все данные, за которыми должен следить оператор буровой установки во время работы, на один компактный дисплей. Раньше же приходилось следить за множеством достаточно крупногабаритных аналоговых приборов. За всеми неисправностями в работе машины можно также наблюдать в соответствующем меню, быстро находя и понимая, какой датчик или какая система вышли из строя или дали сбой. Ещё одной особенностью китайских машин XCMG является наличие ярких светодиодных фонарей для освещения рабочей зоны. Для слепой зоны сзади и главной лебедки предусмотрены инфракрасные камеры с высоким разрешением, которые, в отличие от традиционных зеркал, обеспечивают хороший обзор в любое время суток и в любую погоду.
Растет ли спрос на буровые установки XCMG в России?
Сейчас буровые установки марки XCMG активно завоевывают российский рынок и доверие наших строителей к китайской строительной технике. География поставок включает в себя многие города России, расположенные в различных климатических зонах и имеющие свои особенности геологических слоев грунта. Роторные буровые установки были проверены в переменчивом климате Приморского края. в Мурманской области им приходилось бурить попадающиеся на разной глубине большие валуны В суровых морозах Сибири и Крайнего Севера они сохраняли возможность работы вплоть до температуры -40°С. В Москве грейферными установками «стена в грунте» строятся станции метро: «Аминьевское шоссе», «Мичуринский проспект», «Проспект Вернадского», «Славянский мир».
Мы признательны тем людям и компаниям в России, которые оказали нам глубокое доверие и остановили свой выбор на марке XCMG, и надеемся, что другие строители, которые ищут новые машины для своих амбициозных проектов, также выберут XCMG в качестве долгосрочного надежного партнера!
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ: