Виды систем утепления и монтаж теплоизоляции
Чтобы построенное помещение длительное время сохраняло тепло, необходимо предотвратить возможную его утечку. Достигнуть нужного результата можно путем монтажа системы утепления. Качество полученного результата зависит от видов применяемых материалов, укладка которых ведется по разработанным технологиям. Обычно они крепятся к стенам помещения. Такая работа должна выполняться профессиональными специалистами, потому что при ее проведении следует учитывать множество нюансов. Подробно узнать о теплоизоляции в строительстве можно здесь.
Технология утепления
Теплоизоляция помещения проводится вне зависимости от его строительства, поскольку такую процедуру можно совершать в любое время после его возведения. Суть работы состоит в создании эффекта термоса. Достигается это использованием специальных материалов, которые укладываются по определенной технологии. После этого полностью исключается контакт между пространством жилого здания и внешней средой. В результате изменения погодных условий никак не сказываются на колебаниях температуры внутри помещения.
Качественный конечный результат получается с использованием двух технологий утепления дома:
- Внутренняя. Для этого утепляющий материал устанавливается на внутренние стены дома. Недостаток такого способа заключается в том, что за счет толщины утеплителя уменьшается внутреннее пространство комнаты. Обычно этот метод используется тогда, когда провести работы с внешней стороны здания невозможно.
- Наружная. В данном случае утеплителем обкладываются наружные стены помещения. Чтобы скрыть материал, сверху он покрывается штукатуркой. Это является более приемлемым вариантом, поскольку расширение стены происходит наружу здания, что не ведет к потере квадратных метров жилья. В результате дом утепляется, а его внутреннее пространство остается по размерам прежним. Именно поэтому такой метод пользуется большей популярностью.
Наружное утепление стен состоит в формировании следующих слоев пирога:
- непосредственно утепляющего материала;
- клеевой прослойки;
- армирующих составляющих;
- декоративной штукатурки.
Присутствие такого большого количества слоев дает возможность хорошо теплоизолировать помещение, а также увеличить толщину стен дома. В результате они существенно укрепляются, что отражается на увеличении их долговечности.
Используемые материалы
В качестве утепляющих составляющих при монтаже теплоизоляции чаще всего применяются следующие материалы:
- Эковата. Это продукт, который получается после проведения вторичной переработки целлюлозы. Материал характеризуется низкой теплопроводностью и небольшой горючестью. Последнее достигается наличием в его составе антипиренов и антисептиков.
- Пенополистирол. Данный утеплитель является полимером. Преграду тепла обеспечивает присутствие в сырье большого количества пузырьков воздуха.
- Пенополиуретан. Данный строительный материал характеризуется пористой структурой, которая заполнена воздухом. Наличие газовой составляющей формирует у пластмассы низкий коэффициент теплопроводности, что обеспечило утеплителю высокую применяемость.
- Пенофол. Это скрученный в рулоны вспененный полиэтилен. Он также обладает пористой структурой и практически на 90% заполнен воздухом. Для упрочнения изделия сверху покрыты фольгированным слоем.
- Фибролитные плиты. В основе материала лежит длинная узкая древесная стружка, скрепленная вяжущим веществом. В качестве последнего используется портландцемент.
- Жидкая керамика. В основе материала лежит боросиликат натрия. Отличительной его особенностью является присутствие в нем вакуумизированных шариков. Именно они формируют в изделии нужный теплоизоляционный эффект. По внешнему виду утеплитель напоминает акриловую краску.
- Минеральная вата. Структура материала представляет собой расположенные в хаотичном порядке волокна, между которыми присутствует воздух. Именно он обеспечивает высокую степень теплоизоляции. Минеральная вата выпускается в большом количестве разновидностей.
- Пеностекло. Это стеклянное вторсырье, которое по определенной технологии запекается в высокотемпературных печах. Существенным преимуществом утеплителя является его пожаробезопасность.
Применение теплоизоляционных материалов происходит с учетом их характерных свойств. При этом обязательно принимаются во внимание требования, которые предъявляются при проведении утепления объекта.
Разновидности систем утепления
Во время теплоизоляции помещения применяются 3 следующие вида методики:
- На поверхность стены наносится легкий слой штукатурки. Сформированная конструкция носит название мокрый фасад.
- На поверхность наносится толстый слой материала. Это называется тяжелый вариант конструкции.
- Вентилируемый вариант. В этом случае между утеплителем и специально созданной ограждающей конструкцией сохраняется воздушное пространство, что является особенностью метода.
Во время применения одного из существующих способов формирования теплоизоляции используются всегда конкретные материалы. Вся необходимая информация по назначению и видам теплоизоляции хорошо изложена здесь.
Легкая штукатурка
Создание мокрого фасада относится к утеплению дома с помощью таких материалов как каменная вата, напыляемый пенополиуретан или пенополистирол. Чтобы раствор быстро высыхал, работы следует проводить, когда температура окружающей среды составляет свыше +10°.
Не следует заниматься утеплением дома при дожде или сильном ветре. Одновременно попадание прямых солнечных лучей на поверхность тоже нежелательно. Когда стена дома обрабатывается легкой штукатуркой, она должна быть достаточно прочной. Поэтому перед проведением таких работ ее следует проверить. Для этого обработку лучше провести сначала небольшого участка. Если результат окажется положительным, уже продолжить работу на всей территории.
Монтаж легкой системы теплоизоляции требует предварительной подготовки стены. Для этого проводятся следующие работы:
- Обрабатывается плоскость стены, на которую будет укладываться утеплитель. Для этого с нее снимаются различные наслоения в виде грязи или грибковых отложений.
- Устраняются все трещины. Это делается с применением цементного раствора, которым замазываются щели и сформировавшиеся углубления. При этом постоянно проверяются плоскостные перепады, которые не должны превышать 5 мм.
- После устранения всех дефектов поверхность грунтуется.
Затем следует монтаж утеплителя. Он выполняется в следующем порядке:
- Готовится клеевой раствор и наносится на подготовленную поверхность.
- Сверху накладывается утеплитель и сильно прижимается к поверхности.
- В том случае, когда одновременно стыкуется несколько листов, между ними не должно оставаться зазоров.
- Как только утеплитель слегка пристанет к поверхности, он фиксируется дополнительно дюбелями.
- Если между листами от щелей избавиться не удается, они устраняются с помощью пены.
Последующее оштукатуривание поверхности начинается через 4 дня. Чтобы раствор лучше приставал к основе, на утеплителе создается искусственная шероховатость. Достигается она с помощью металлической щетки или обыкновенного шпателя. В результате повышается адгезия между отделкой и утеплителем.
Дальше ведется установка армирующей сетки. При этом поддерживается нахлест в размере 100 мм. С помощью уложенного полотна уменьшается вероятность осыпания раствора. Затем наступает завершающий этап в виде накладывания мокрой штукатурки. Такая работа выполняется высококвалифицированными специалистами, потому что требуется выводить финишное выравнивание. Как только декоративное покрытие высыхает, оно окрашивается.
Укладка системы теплоизоляции в виде мокрой штукатурки обладает рядом следующих преимуществ:
- Раствор ложится на стену ровным слоем без зазоров. В результате внутри не формируются мостики холода и карманы, где есть риск скопления конденсата.
- Во время монтажа теплоизоляционного слоя контролируется его толщина. Она должна быть как можно меньше, чтобы не создавалась большая нагрузка на фундамент.
- Если в покрытии появляются дефекты, их устранение не вызывает проблем.
- Длительность службы мокрой штукатурки составляет порядка 30 лет.
- Покрытые таким типом теплоизоляции стены не требуют дополнительного укрепления.
- Широкий выбор строительных материалов, с помощью которых есть возможность выполнять отделку в виде финишного покрытия.
Недостатки у легкой штукатурки практически отсутствуют. Однако следует вести ее монтаж с наружной стороны здания исключительно в хорошую погоду. При выполнении такого условия обеспечивается быстрое высыхание покрытия.
Тяжелая штукатурка
Нанесенная на поверхность здания тяжелая штукатурка представляет собой более долговечное и прочное покрытие. Связано это с тем, что по сравнению с легкой отделкой здесь присутствует увеличенной толщины слой. В итоге застывший раствор может прослужить до 50 лет.
Монтаж тяжелой штукатурки ведется по тому же принципу, что и легкого варианта. При этом здесь следует учитывать следующие нюансы:
- Присутствие не одного, а нескольких слоев утеплителя. Они состоят из арматурных сеток и затвердевших растворов. Укладка ведется последовательным способом. При этом общая толщина пирога достигает 50 мм.
- Если используются теплоизоляционные плиты, то они крепятся исключительно дюбелями, поскольку из-за большой толщины их наклеивание недопустимо. Вкручивается крепеж в стену.
- Параметры арматурной сетки рассчитываются с учетом существующих нормативов. Здесь берутся во внимание такие факторы как толщина изделий и этажность здания.
При выборе теплоизоляционного материала лучше использовать минеральную вату, поскольку применение органических изделий недопустимо. Причиной является возможная коррозия материала, которая приводит к выходу из строя арматурной сетки. Нанесение тяжелой штукатурки может проводиться вручную и с использованием оборудования. В последнем случае распыление раствора ведется с помощью насоса. При появлении на тяжелой штукатурке дефектов они легко устраняются. Это может быть косметический ремонт или серьезные реставрационные работы. После их окончания помещение сохраняет свой индивидуальный вид.
Вентилируемый фасад
Установка конструкции в виде вентилируемого фасада часто используются еще для того, чтобы укрепить стены здания. В его состав входят следующий элементы:
- Каркас. Он крепится к стене здания. В него входят профили, сделанные из стали, алюминия или нержавейки.
- Теплоизоляция. Защищает здание от влияния внешних погодных условий.
- Внешняя отделка. Это декоративное покрытие, которое также выполняет функцию защиты утеплителя от ветра, солнца и атмосферных осадков.
После монтажа вентилируемого фасада между стеной здания и отделкой остается воздушная прослойка. Это искусственный карман для снижения теплоотдачи помещения. При этом перемещение внутри воздушных масс ведется по естественным законам физики без помощи специальных нагнетателей.
Утеплителем при монтаже вентилируемого фасада служат минеральная вата. Крепить ее можно с помощью клея или специальных пластмассовых дюбелей, имеющих грибовидный вид. Если конструкция обладает увеличенным весом, то допускается использование обоих видов фиксации.
Стандартная толщина теплоизоляционного слоя чаще всего составляет 100 мм. При этом в северных регионах данная величина бывает в 2 раза больше.
При установке утеплителя особое внимание уделяется вентиляционному зазору, который отвечает за величину теплоотдачи. При его расчете применяются специальные формулы, где в качестве исходных данных учитываются следующие параметры:
- температура окружающей среды;
- скорость перемещения воздуха;
- коэффициент теплового обмена на территории помещения.
Обычно величина воздушного пространства в вентилируемом фасаде равняется 2-5 см, что является оптимальным для отвода влаги и достаточной циркуляции воздуха. Сверху укладывается облицовочный материал, в качестве которого используется плитка, керамогранит, клинкерный кирпич или стеклянные панели. Каждый вид обладает своими положительными характеристиками, поэтому выбор зависит от мнения хозяина
Установка вентилируемого фасада совершается в следующей последовательности:
- На стене фиксируются кронштейны, которые крепятся к ней дюбелями. В дальнейшем на них будут устанавливаться направляющие.
- При раскрое утеплителя в нем под кронштейны специально прорезаются отверстия.
- Для крепления к стене теплоизоляционного материала используется клей или дюбеля. Во время работы требуется следить, чтобы между стыками листов не оставалось щелей.
- К кронштейнам крепятся направляющие. Это делается с помощью заклепок.
- Сверху каркас покрывается облицовкой. С этой целью на направляющих устанавливаются кляймеры, состоящие из 4 крючков.
Преимущества установленного вентилируемого фасада выражаются в следующем:
- значительно улучшаются такие характеристики здания как тепло-, звуко- и пароизоляция;
- помещение становится намного теплее, что снижает затраты на его отопление;
- стены здания существенно укрепляются и значительно лучше противостоят внешним нагрузкам;
- поверхность приобретает высокие декоративные черты;
- сформированный вентилированный фасад имеет жесткую конструкцию, что обеспечивает ему длительный срок эксплуатации.
Недостатки у такой системы практически отсутствует, но установку ее должны проводить исключительно профессиональные специалисты. Получить более полную информацию о вентилируемом фасаде можно вот в этой статье.
Советы и рекомендации
Процедура монтажа утеплителя и выбор материалов требуют определенных знаний. Для этого следует руководствоваться следующими советами и правилами:
- Установку утеплителя намного легче делать в том случае, когда он выглядит в виде листов. Связано это с тем, что они лучше стыкуются, и между ними быстро устраняются зазоры.
- При монтаже утеплителя в виде плит такой материал должен быть по габаритам больше, чем расстояние между профилями. В этом случае уменьшается риск формирование в местах стыков мостиков холода.
- Чтобы точно установить места утечки тепла в помещении, перед началом работы следует провести диагностику. Это делается с помощью тепловизора.
- Особое внимание следует уделять подготовке стен, на которые будет совершаться монтаж утеплителя.
- При крепеже профиля обращается внимание на материал его изготовления. Поскольку сталь подвергается коррозии, она должна обязательно быть покрыта защитным составом. Деревянные изделия пропитываются антипиренами и гидрофобизаторами.
- Если утеплитель приклеивается к стене, то в его центральной части следует установить несколько дюбелей. Это существенно усилит систему теплоизоляции.
- Если ведется утепление фундамента, то для этой цели лучше всего использовать пенополиуретан и пенополистирол.
Каждая система теплоизоляции обладает своими индивидуальными характеристиками. Во время выбора оптимального варианта в первую очередь следует обращать внимание на помещение. Для каждого здания подходит свой вид утеплителя. В первую очередь учитываются его качественные характеристики и цена. В том случае, когда здание только что построено, экономить на теплоизоляционных материалах не рекомендуется.
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: