При возведении жилых и общественных зданий получает распространение технология монолитного строительства, которая позволяет механизировать многие производственные процессы, снижая тем самым себестоимость работ. Одновременно возрастают требования к основным, активно используемым материалам – бетону, алюминию, строительным сталям.
Монолитное строительство с применением железобетона в нашей стране ведётся в соответствии с СП 52-103-2007.
Особенности процесса монолитного строительства
Технология монолитного бетонного строительства с использованием металлической опалубки - это быстро развивающаяся технология строительства, которая обеспечивает прочность и долговечность здания благодаря использованию алюминиевых рамочных систем. Время строительных работ сокращается примерно вдвое. Одновременно увеличивается долговечность и сейсмостойкость здания, поскольку в нём минимизируется количество стыков, ослабляющих сечение конструкций.
Монолитное строительство имеет и другие преимущества:
- Увеличение герметичности;
- Снижение утечек тепла;
- Отсутствие потребности в штукатурных и иных отделочных работах;
- Повышенное качество наружных поверхностей.
Ключевую роль в процессе играет последовательность возведения элементов каркаса. В данном случае традиционные колонны и балки отсутствуют, а стены и плиты отливаются за одну операцию в специально разработанные и легкие в употреблении алюминиевые формы.
Качественно спроектированная и изготовленная металлическая опалубка отличается многоразовостью употребления (до 250…300 циклов), поэтому все несущие и ограждающие конструкции здания бетонируются одновременно.
Монолитным строительством получают стены высотой до 15 м, соответственно лимит их огнестойкости должен быть не менее 2 ч.
К фундаментам монолитных зданий специфических требований не предъявляется. Главное условие – структура и физико-механические характеристики грунта, которые позволят в течение всего срока применения сооружения выдерживать расчётные эксплуатационные нагрузки.
В процессе проектирования стены здания рассчитываются с использованием метода предельного состояния, когда напряжения сдвига в конструкции не могут превышать предела ползучести материала рамы, а толщина элементов (стен, плит перекрытий и балок) выбирается на основе нормативной степени огнестойкости и структурных характеристик материала. Предельное состояние работоспособности (размерная стабильность, отсутствие трещин и дефектов) устанавливается по критериям долговечности.
Для проведения испытательных работ стоит прибегнуть к услугам специализированной лаборатории, которая располагает соответствующим исследовательским оборудованием и опытными, высококвалифицированными сотрудниками. Именно такой и является лаборатория «СтройЭкспертЭкология», работающая при Кубанском государственном технологическом университете.
Общая последовательность проверки
План управления качеством монолитного строительства предполагает реализацию следующих пунктов:
- Резюме плана управления качеством проекта, которое составляется на основании информации о качестве используемых строительных материалов.
- Определение перечня процедур, обеспечивающих управление качеством строительства.
- Организационные мероприятия, направленные на повышение качества строительства (квалификация и опыт работающих, соблюдение последовательности работ, выбор поставщиков).
- Разработка методики проведения испытаний.
- Авторский надзор за соблюдением выбранной технологии строительства.
Проверка качества материалов производится параллельно по двум направлениям – бетон и рамные конструкции опалубки. Относительно бетона проводятся необходимые исследования, которые необходимы для оценки условий долговечности материала. К ним относятся:
- Опасность сульфатной атаки;
- Замерзание и оттаивание;
- Возможность щёлочно-агрегатной реакции.
Оценка производится по критериям, указанным в ГОСТ 26633-2016, а проверку качества готовых конструкций выполняют согласно норм, которые предусмотрены СП 435.1325800.2018.
Металлические арматурные рамные системы, используемые при монолитном возведении зданий и сооружений – каркас, опалубка - подвергаются проверке на соблюдение положений ГОСТ 34329-2017. Устанавливаются показатели долговечности всех элементов, их способность противостоять эксплуатационным нагрузкам, иногда – технологичность изготовления.
Все указанные виды проверки целесообразно проводить в лабораторных условиях, где проще и эффективнее моделируются внешние факторы эксплуатации.
Проверка качества бетона
Исследования подразделяются на две группы – проверка качества исходного материала (в качестве руководящего документа используется ГОСТ 26633-2016) и проверка работоспособности готовых конструкций (по нормам ГОСТ 23478-79).
Бетоны, используемые при монолитном строительстве, относятся к группе тяжёлых мелкозернистых. Проверке подлежат следующие характеристики:
- Плотность по насыпному весу, которая учитывает объём всего количества материала в образце, включая поры. Значение должно быть не ниже 2000 кг/м3, устанавливается при помощи прямого определения объёма и массы образца.
- Прочность. Определяется в ходе испытаний на растяжение (осевое и внецентренное), а также на изгиб, с обязательным учётом степени однородности материала. Оценка прочности ведётся преимущественно методами неразрушающего контроля (В или Г по ГОСТ 18105-2010), но допускается применение разрывных машин или испытательных прессов типа ПСУ. Минимально допустимые значения составляют: по общей прочности - не ниже В15 (50…70 МПа), по коэффициенту запаса прочности – от 1,08 до 1,27 (зависит от схемы испытаний, по прочности на изгиб – от 3…4 МПа.
- Морозостойкость. Должна быть на уровне класса F1, причём количество циклов испытаний не может быть ниже 35. Для проверки используются морозильные камеры с контролируемыми показателями температуры и скорости охлаждения образцов.
- Испытания на герметичность образца – его водонепроницаемость, водостойкость и влажность. Полученные данные сравниваются с нормативными значениями, приведенными в ГОСТ 12730-84.
Проверка на качество готовых конструкций заключается в неразрушающем контроле монолитного бетона или железобетона, которую проводят непосредственно на стройплощадке. Оцениваются следующие показатели:
- Визуальные деформации конструкции (отклонение от вертикальной оси сооружения).
- Соответствие применяемой техники и оснастки требованиям ГОСТ 23478-79.
- Проверка технологических карт производства всех этапов ведения монолитного строительства.
Данные варианты проверок согласовываются заказчиком и исполнителем в индивидуальном порядке.
Проверка качества технологической оснастки
Для производства работ рекомендуется применять исключительно металлическую оснастку, которая должна быть изготовлена из листовой стали или алюминия. Испытание такой опалубки заключается в следующем. Вначале проверяют соответствие физико-механических характеристик применяемого металла реальным условиям строительной площадки. Контролируются:
- Предел временного сопротивления, МПа.
- Жёсткость конструкции при приложении давления от заливаемой бетонной массы.
- Предел текучести, МПа (при граничном числе циклов применения).
- Предел ползучести, МПа ( опционально, при скоростной заливке).
- Внешнее качество (трещины, царапины, местные расслоения металла и т.п.).
Контролируются все формообразующие и поддерживающие элементы опалубки – щиты, ригели, реже – крепёжные детали.
Для изготовления элементов опалубки используются: стали ВСт.3 (ГОСТ 380-81) или Сталь 20 по ГОСТ 1050-80 (для высотных зданий и сооружений), а также нагартованный алюминий марок АД1 или АМг2 по ГОСТ 4784-84.
При монолитном строительстве достигаемые показатели, действующие на металлическую опалубку, составляют:
- Расчётное давление отвердевающей бетонной смеси – не менее 100 кПа;
- Максимальная жёсткость – не более 0,4% от геометрической характеристики элементы в ненагруженном состоянии;
- Собственная масса конструкции в сборе – 30…60 кг/м (меньшие значения – для опалубки из алюминия).
Для оценки данных показателей в лабораторных условиях используются универсальные испытательные прессы и ударные копры. При необходимости оценки фактической твёрдости деталей опалубки используются приборы Бринелля, Роквелла или Виккерса.
Испытательная лаборатория «СтройЭкспертЭкология» оперативно и с высоким качеством проведет строительно-техническую экспертизу по определению качества всех материалов, которые предполагается задействовать в монолитном строительстве.