Одной из ключевых задач современного строительства является ускорение темпов возведения зданий и сооружений, так как требования заказчиков к минимизации сроков строительства, в последние годы, становятся всё более жесткими. Это обусловлено в основном экономической стороной. Экономически целесообразным считается возведение 2-3 этажей здания. Но если раньше так называемый «строительный сезон» наступал весной, набирал полную мощность летом и почти полностью прекращался к зиме, то реальность сегодняшнего дня - круглогодичный процесс возведения зданий.
В соответствие с нормами, зимними условиями производства работ считаются условия при среднесуточной температуре ниже +5оС или минимальной температуре в течение суток ниже 0оС, а это значит, что на большей части территории России зима, с точки зрения строительного производства, составляет не меньше шести месяцев, проще говоря не менее половины всего времени года.
Один из самых важных и объемных процессов в строительстве любого объекта - это земляные работы. При возведении объектов различного назначения: промышленного, гражданского, гидротехнического, транспортного, жилищного, а так же и другого назначения, первым делом стоит задача разработать котлован, при этом выполняется около 1,5-2,0 м3 подобного рода работ на 1м. куб. сооружения. Качество выполненных земляных работ характеризуется, прежде всего, качеством вырытой траншеи или разработанного котлована, от материала применяемого при засыпке, будь то песок или щебень, и от качества работ по уплотнению грунта.
Земляные работы - являются особенно трудоемкой и затратной статьей строительства. Стоимость подобных работ зависит не только от способа и условия их проведения, но и от используемой техники и оборудования, а так же от других факторов. Качество и сроки выполнения земляных работ непосредственно влияют на конечную стоимость строящегося объекта. Также на стоимость работ влияют такие факторы как качество составления сметы и применяемые при работах технологии.
Так, например, в промышлeннoм строительстве на выполнение земляных работ: разработку рытьё котлована, рытьё траншей приходится порядка 18-20% трудоёмкости и 15% стоимости от общего объёма работ. Около 10% общей численности привлеченных к строительству рабочих заняты на разработке котлована или рытье траншей.
Уменьшить трудоемкость и стоимость работ можно обеспечением должной последовательности выполняемых работ.
При необходимости, грунт, разрабатываемый в проектном объеме, сразу укладывается в предусмотренное проектом место, это исключает
необходимость многократной переработки одного и того же объема. Другим немаловажным фактором уменьшения земляных работ является грамотный выбор технических средств.
Если стоит задача произвести земляные работы, вырыть котлован или траншею, то в современном строительстве существую различные механизированные способы с привлечением разнообразной техники. Каждая машина предназначена для определенного вида земляных работ, будь то подготовительные, вспомогательные или основные работы. Применение техники не по назначению ведет к существенному снижению её эффективности. На основании технико-экономического анализа и данных условий строительства выбирают способ и парк техники.
Бетонные работы. При температуре +5С бетонные смеси резко снижают набор прочности. Все реакции гидратации замедляются. При температуре ниже 0С химически несвязанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме приблизительно на 9%. В результате в бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру. Замерзший бетон обладает высокой прочностью, но только за счет сцепления замерзшей воды. При оттаивании процесс гидратации цемента возобновляется, но из-за нарушения структуры бетон не может набрать проектной прочности, т.е. его прочность значительно ниже, чем прочность бетона, не подвергавшегося замерзанию. Экспериментально установлено, что на процесс набора прочности бетона существенно влияют условия твердения. Если бетон до замерзания наберет 30-50% прочности от проектной, то дальнейшее воздействие низких температур не влияет на его физико-механические характеристики.
При выборе способа выдерживания бетона стремятся получить максимальную прочность, учитывая, что удорожание работ прямо зависит от продолжительности ухода за твердеющим бетоном. Для обеспечения необходимой прочности проводят мероприятия по подготовке составляющих и приготовлению бетонной смеси: подогревают заполнители и воду, утепляют при транспортировании, вводят противоморозные добавки, утепляют конструкцию.
Выбор оптимального метода бетонирования связан, как правило, с поиском путей значительного сокращения сроков выдерживания бетона в опалубке при минимальных затратах тепловой энергии, расходуемой на обогрев бетона. Методы электротермообработки, как наиболее распространенные из существующих способов интенсификации твердения бетона, отличаются значительными удельными затратами электроэнергии, расходных материалов и труда, а также повышенной электроопасностью.
В настоящий момент наиболее часто используются прогрев греющим проводом, электродный прогрев, прогрев в греющей опалубке, индукционный прогрев и предварительный электроразогрев бетонной смеси. Наиболее экономичным по расходу электроэнергии является предварительный электроразогрев бетонных смесей, так как расход электроэнергии при проводном методе составляет 70-150 kBT-h/m3, при электропрогреве - 52-100 кВТ-ч/м3, при бетонировании в греющей опалубке -70-195 кВТ-ч/м3, при индукционном методе - 150-180 кВТ-ч/м3, а при предварительном электроразогреве - всего 40-60 кВТ-ч/м3.
Сущность предварительного электроразогрева бетонной смеси заключается в следующем: бетонную смесь разогревают с помощью электрического тока напряжением 220-380В в короткий промежуток времени 5-10мин до температуры 40-60°С. После укладки горячей бетонной смеси в опалубку она остывает. Этот способ позволяет примерно так же быстро, как и электропрогрев бетона в конструкции, получить требуемую марочную прочность, но при существенно меньшем расходе электроэнергии и без потерь стали на электроды. Однако применение способа возможно при модуле поверхности конструкции не более 16 м-1. Форсированный электроразогрев бетонной смеси до укладки в конструкцию заключается в том, что ее выгружают в бадью или бункер со встроенными электродами, с помощью которых через бетонную смесь в течение 5-15 мин пропускают переменный электрический ток напряжением 380В рассчитанной мощности и нагревают её до +50 - +85 °С. Разогретая бетонная смесь незамедлительно укладывается в конструкцию (желательно не более чем за 10 мин во избежание потери подвижности из-за испарения воды, а также излишних теплопотерь), чтобы получить в конструкции температуру свежеуложенного бетона +45...+80 °С. При такой температуре в нем резко активизируются физико-химические процессы взаимодействия цемента и воды. К тому же при использовании предварительного электроразогрева бетонной смеси мы имеем наиболее оптимальный режим твердения бетона в связи с однородностью температурного поля и отсутствием деструктивных процессов.
Применение противоморозных добавок сохраняет жидкую фазу в бетоне и позволяет ему твердеть при отрицательных температурах. Однако диапазон температур, в которых применяются добавки, очень низок. Это связано с тем, что для понижения температуры замерзания воды в бетоне требуется увеличивать количество противоморозной добавки, что негативно сказывается на таких свойствах бетонной смеси, как удобоукладываемость и жесткость. Поэтому противоморозные добавки применяются, как правило, либо при небольших отрицательных температурах, либо в составе комплексного метода бетонирования.
Однако следует учитывать, что в реальных условиях применяются не какие-либо отдельные методы, а комплексные методы, которые учитывают ряд факторов: освоенность строительной организацией конкретного способа, гарантированное предупреждение от возможных отказов системы, обеспеченность электрическими мощностями, наличие надежной системы мониторинга за процессами термообработки, экономическую эффективность используемого метода и т.д.
1 Производство земляных работ
