Гидроизоляция кровли
На этапе создания проекта здания нужно учесть множество нюансов, один из которых — система гидроизоляции. Она не только защищает от атмосферных осадков, но и продлевает срок службы кровли в целом. Если отнестись к этому вопросу без должного внимания, можно столкнуться с серьезными проблемами, например, полной заменой кровли и ремонтом внутренних помещений.
Зачем нужна гидроизоляция
Гидроизоляционная система выполняет ряд важных функций. Вот некоторые из них:
- Защищает кровлю от проникновения осадков через зазоры и крепежные отверстия.
- Защищает внутреннее пространство от скапливания конденсата, который образуется при смене температуры.
- Предотвращает образование плесени на деревянных перекрытиях.
- Защищает от намокания утеплитель, который при попадании влаги теряет свои свойства.
Благодаря всем этим функциям, кровля дольше сохраняет и свой первоначальный вид, и характеристики.
Как выбрать подходящий материал
Гидроизоляционная система должна соответствовать ряду требований. Список выглядит так:
- Водонепроницаемость. Важно, чтобы материал легко справлялся с давлением воды 10 Па на протяжении минимум 10 минут.
- Прочность на разрыв. Здесь речь идет о способности выдерживать порывы ветра и механические повреждения весь срок эксплуатации.
- Эластичность. Это свойство позволяет материалу не разрываться под давлением большого количества воды.
- Небольшой вес. Гидроизоляция ни в коем случае не должна утяжелять конструкцию крыши.
- Продолжительный срок эксплуатации. Крыша в среднем служит около 15 лет. А это значит, что выбранный материал должен «жить» минимум столько же.
Также гидроизоляционный материал должен обладать воздухопроницаемостью, предупреждающей образование парникового эффекта и конденсата. Но это необязательное требование. Все зависит от типа кровли и материала, из которого ее сделали.
Виды гидроизоляции для плоских крыш
Чаще всего кровли такого типа встречаются в многоквартирных домах и различных хозпостройках. Гидроизоляция для них бывает 3 видов.
Первый — наплавляемая. Материал укладывается внахлест, а стыки потом расплавляют, используя специальные горелки. Это вид гидроизоляции отличается дешевизной и повышенной трудоемкостью.
Раньше в процессе использовали рубероид и пергамин. Сейчас их заменили полимерные и битумозные материалы, известные невысокой ценой и легкостью. Также часто применяется еврорубероид, изготовленный не на основе картона, как обычный рубероид, а из синтетических тканей с напылением из минеральной крошки.
Второй вид — распыляемая гидроизоляция. Сюда же можно отнести наливные материалы. Их главное преимущество — способность создавать прочную неразрывную мембрану с отличными эксплуатационными свойствами.
Один из примеров — жидкая резина. Это битумно-полимерная масса, которая после застывания образует эластичный и водонепроницаемый слой толщиной около 3 мм. Наносится она методом распыления, благодаря чему удается быстро и качественно обрабатывать большие поверхности, не обращая внимание на выступающие части, например, вентиляции или антенны.
Распыляемые материалы имеют один существенный недостаток — для их использования понадобится специальное оборудование.
Последний вид гидроизоляции — обмазочная. Подразумевает использование битумно-резиновых, битумно-полимерных и просто полимерных составов, которые бывают горячими и холодными. Нанесение первых лучше доверить специалистам. Вторые же можно использовать самостоятельно. В процессе работы понадобится всего лишь шпатель, валик и кисточка. Если есть необходимость, рабочую поверхность можно укрепить с помощью стекловолокна.
Виды гидроизоляции для скатных кровель
Здесь выбор материала во многом зависит от типа кровли. Чаще всего это пленочные и мембранные системы гидроизоляции. Но, например, в случае с мягкой черепицей дополнительно понадобится подкладочный ковер.
Итак, на первом месте находится рулонная гидроизоляция. Это наиболее подходящий вариант для мягкой кровли. Бывает самоклеящаяся и без клеевой основы. Последнюю закрепляют, используя гвозди или саморезы. Стыки при этом промазывают битумной мастикой.
Второй вид гидроизоляции для скатных кровель — мембранная. Мембраны представляют собой один из самых современных материалов. Его главная особенность — способность пропускать пар, идущий изнутри помещения, и одновременно защищать от атмосферных осадков.
Из преимуществ мембранных систем можно выделить продолжительный срок службы (примерно 30 лет), небольшой вес, простоту в монтаже.
И, наконец, третий вид — пленочная гидроизоляция. Материал бывает классическим, без дополнительных свойств, а бывает, например, армированным тканью или сеткой. Некоторые виды пленки обладают повышенной морозостойкостью, не слипаются и даже пропускают конденсат.
«Умная» мембранная гидроизоляция
Особенность и основное преимущество таких материалов заключается в том, что они объединяют в себе водонепроницаемость и воздухопроницаемость. То есть, они защищают от попадания влаги извне и в то же время пропускают наружу водяной пар изнутри. Получается, что система «дышит».
Умные мембраны бывают нескольких видов:
- Перфорированные. В большинстве своем это ткани и пленки, в которых пар из помещения выходит через специальные отверстия. Чаще всего их используют при строительстве холодных кровель. В утепленных их установка возможна только при оборудовании двухсторонней вентиляции, иначе ставший изморосью пар закупорит отверстия и не даст выходить пару.
- Универсальные. Имеют антиконденсатные свойства. Одна из их поверхностей полностью гладкая, а другая шероховатая. Первую устанавливают к возможной протечке, а вторую к выходящим из помещения парам. Такие мембраны используют вместе с еврошифером и металочерепицей.
- Многослойные. Имеют 1, 2 или 3 слоя Последние считаются самыми практичными. Они на 100% защищают от влаги и ветра, хорошо пропускают пар и воздух. Кроме того, материал обладает повышенной прочностью и эластичностью, благодаря чему легко справляется с механическими нагрузками.
- Диффузные. По-другому называются дышащими. На их поверхности расположены сотни небольших отверстий, через которые выходит пар и конденсат. Укладывать этот материал нужно так, чтобы отверстия постоянно были открытыми, иначе он утратит свою функциональность.
Также существуют объемные мембраны. Они имеют трехмерную структуру, благодаря чему кровля получает дополнительную защиту от коррозии. Такая гидроизоляция способствует постоянному проветриванию, а также снижает шум, воспроизводимый сильным дождем или градом.
Декоративная гидроизоляция
Здесь речь идет о «живой» кровле или газоне на крыше. Она может быть и настоящая, и пластиковая. В первом случае гидроизоляция сложнее. Она выглядит так:
- 2 слоя рулонного материала с оборудованием водосборной конструкции;
- дренажный слой из керамзита или полимерной дренирующей гидроизоляции;
- слой геотекстиля;
- каркас из сетки для предотвращения сползания грунта;
- грунт с травой.
Во втором все гораздо проще. Поверх 2 слоев рубероида укладывается дренаж, а сверху пластиковая трава. Как и обычный газон, ее нужно подрезать и подровнять. Между собой листы соединяются с помощью ленты и специального двухкомпонентного клея.
Пошаговая инструкция
Оборудование гидроизоляции плоских и скатных крыш имеет некоторые отличия. В большинстве своем они определяются особенностями конструкции.
Плоские крыши
Для примера можно рассмотреть наплавляемую гидроизоляцию. Процесс начинается с подготовки, от которой зависит не только качество конструкции в целом, но и срок ее службы.
Рабочая поверхность должна быть гладкой и ровной (на сколько это возможно). Желательно, чтобы на ней не было трещин и неровностей, углублений, в которых может собираться вода и пыль. Также следует полностью снять старое покрытие и весь строительный мусор.
В тех местах, где плоская крыша соединяется со стенами, нужно построить бортики, высота и ширина которых 10 на 10 см, а угол наклона 45 градусов. Для этой цели подойдет раствор из цемента, песка и воды.
Дальнейшие действия выглядят так:
- Пройтись по поверхности грунтовкой (битумный праймер). Особенно тщательно обработать углы и стыки. Если на кровле есть какие-то вертикальные участки, нанести средство на ту высоту, на которую будет заведен гидроизоляционный материал.
- Раскатать рулон, чтобы проверить правильность его размещения.
- Зафиксировать один край, используя горелку.
- Той же горелкой хорошо нагреть и сам материал, и рабочую поверхность, и край ленты, который будет идти внахлест на следующий участок.
- Пройтись валиком по направлению от середины к краям.
- Проверить, насколько прочно материал соединился с поверхностью. Если есть какие-то отслоения, поддеть их шпателем, нагреть и снова прижать валиком.
Размер нахлест обычно указывает производитель материала, но он должен быть не меньше 8 см. Размер торцевого нахлеста при этом 15 см. Второй слой гидроизоляционного материала нужно укладывать параллельно первому так, чтобы швы не совпадали.
Процесс будет проще, если использовать материал, имеющий клейкую основу. При укладке не понадобится горелка. Но в этом случае сцепление с поверхностью будет гораздо хуже.
Работы рекомендуется проводить в сухую погоду. Важно, чтобы влажность бетона не превышала 4%.
Скатные крыши
В случае с кровлями такого типа можно рассмотреть монтаж мембранной гидроизоляции. Процесс состоит из нескольких этапов:
- Закрепить капельник, который будет препятствовать попаданию влаги на саму мембрану.
- Наклеить на капельник сначала каучуковую ленту, а после двусторонний скотч, на который будет крепиться гидроизоляция.
- Приклеить первую полосу материала. Дополнительно зафиксировать ее строительным степлером («пройтись» по стропилам). Важно, чтобы мембрана выступала над стеной не более, чем на 15 см.
- Сверху на каждое стропило набить рейку. Они образуют обрешетку, которая обеспечит хорошую вентиляцию и защитит конструкцию от образования конденсата.
Таким же образом укладывается вторая полоса. При этом следует делать нахлест размером минимум 10 см, соединяя мембраны между собой скотчем.
Полезные советы
Для того, чтобы гидроизоляционная система и кровля в целом прослужили дольше, стоит прислушаться к ряду простых, но действенных рекомендаций:
- Отказаться от выполнения работ, если температура воздуха меньше +5 градусов или, например, идет дождь. Единственное исключение — укладка гидроизола, материала, который сохраняет свойства и характеристики даже при низких температурах.
- На рабочей поверхности не должно быть острых углов и выступов, который могут порвать используемый материал.
- Чтобы понять, достаточно ли нагрелся материал, нужно обратить внимание на ту его поверхность, на которой есть тисненый рисунок. Как только нагревание достигнет нужной температуры, он пропадет.
- Специалисты рекомендуют укладывать ленты гидроизоляции по направлению снизу-вверх.
- Если гидроизоляция многослойная, важно не забывать о нахлесте. Причем, чем больше слоев, тем большим он должен быть (порой достигает полуметра).
- Чтобы материал как можно дольше сохранял свои свойства и функциональность под воздействием солнечных лучей, его нужно покрыть специальным составом, обеспечивающим защиту от ультрафиолета.
- В случаях, когда использовались не сплошные полосы, а отдельные куски, стыки между ними нужно дополнительно обработать герметиками.
Еще один совет касается текущего обслуживания гидроизоляции. Рекомендуется своевременно убирать снег, грязь, воду, контролировать состояние стыков, а также изоляционного материала. Не забывать время от времени обновлять защиту от ультрафиолета.
Распространенные ошибки
На первый взгляд кажется, что процесс оборудования гидроизоляции предельно прост. Однако на самом в нем есть некоторые нюансы, незнание которых сильно сказывается на качестве работы. Вот некоторые из них:
Неправильное размещение пленки. Практически у всех изоляционных материалов есть изна
- изнаночная и лицевая сторона. Если укладывать их наизнанку, результат будет прямо противоположным: пленка станет намокать, а утеплитель не высохнет. Во избежание этой проблемы производитель маркирует лицевую сторону логотипом компании, ее названием или каким-то определенным цветом.
- Отсутствие контррейки. Она нужна для того, чтобы сформировать вентиляционный зазор между кровельным и изоляционным материалом. Если проигнорировать этот момент, конденсат будет выводиться не наружу, а внутрь. Из-за этого возрастает риск гниения деревянных элементов и появления коррозии на металлических.
- Неправильно расположенный гидробарьер. Конденсат должен выводиться в водосток. Для этого нужно либо прервать контррейку и выпустить отрезок гидроизоляции за обрешетку, либо вывести ее в специальный желоб.
- Перехлест пленки в области конька. В такой ситуации отсутствует циркуляция воздуха в подкровельном пространстве. Водяные пары оседают внутри конструкции, провоцируя гниение деталей, появление грибка и плесени. Чтобы предупредить такие последствия, пленку в коньке нужно разрывать.
Еще одна ошибка связана с игнорированием такого параметра как ультрафиолетовая стабильность. Это период, на протяжении которого гидроизоляционные материалы не теряют свои свойства и характеристики под воздействием солнечных лучей. По его окончании на поверхности появляются трещинки, из-за чего она становится влагопроницаемой. Поначалу такие повреждения не видны, но со временем они расходятся и увеличиваются в размерах. Результат — гидроизоляционная система теряет свои функции.
Итого, гидроизоляция кровли — один из важнейших этапов строительства. Во многом именно от него зависит качество постройки и ее долговечность. Поэтому лучше не экономить, а в соответствии со всеми заявленными требованиями оборудовать хорошую систему, которая будет эффективно справляться с поставленными перед ней задачами.
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: