1. Підсилення стовпчастих фундаментів буроінєкційними палями 

.1 Характеристика обєкта реконструкції і вихідні дані 

Згідно завдання необхідно розробити технологію підсилення стовпчастого фундаменту буроінєкційними палями і ростверком.

Розміри будівлі в осях - 60 x 36 м.

Місце розташування будівлі - м. Черкаси.

Рельєф майданчика - рівнинний.

Оскільки фундамент знаходиться в середині будівлі, роботи по підсиленню проводяться в стиснених умовах.

Рисунок 1 - План будівлі 

. Визначення структури процесів і обсягів робіт 

Послідовність робіт по підсиленню фундаментів в лесових ґрунтах є такою:

-відкопування ґрунту із всіх сторін фундаменту до проектної відмітки;

-буріння свердловин;

-встановлення армокаркасів;

-бетонування паль;

-опресування свердловин та витягування обсадних труб;

-влаштування основи під ростверк;

-монтаж арматури і щитової опалубки;

-бетонування та зворотна засипка. 

Таблиця 1 - Відомість обсягів робіт

№Назва процесівОд. виміруОбсяг робіт на 1 ел.Кількість елементівЗагальний обсяг робіт1Руйнування конструкції покриття підлогипокриття підлогим263,36261647,362Відкопування ґрунту до проектної відмітким346,24261202,243Доробка ґрунту вручнум31,982651,484Планування укосівм218,4626479,965Буріння свердловиним51045206 Встановлення армокаркасушт11041047Бетонування буроінєкційних пальм33,76104391,048Влаштування основи під ростверкм31,982651,489Влаштування опалубким22,562666,5610Подавання бетонної суміші в конструкціюм30,256266,65611Укладання бетонної суміші в конструкціюм30,256266,65612Розбирання опалубким22,562666,5613Упорядження і гідроізоляція поверхонь100м20,0256260,665614Зворотна засипка ґрунту100 м3 м30,632616,3815Ущільнення ґрунту вібратором100 м30,632616,3816Відновлення покриття підлоги100 м20,6342616,484

3. Вибір методів виконання робіт і засобів механізації 

Виконання робіт по реконструкції виконують в складних умовах будівельного майданчика: стисненій зони, недостатній площі для розташування матеріалів і конструкцій, ускладнення з їх транспортуванням, впливу виробничого середовища.

Все це потребує ретельного підходу до вибору методів виконання робіт і механізації будівельно-монтажних процесів.

Руйнування конструкції покриття підлоги. Перед початком руйнування покриття підлоги намічають межі траншеї, тобто межі руйнування підлоги. Далі відбійним молотком розбивають масив покриття на дрібні шматки по 20-30 см. Границі траншеї роблять правильними по формі (прямокутними). Для руйнування використовують відбійний молоток BOSCH GSH27, масою 6 кг з енергією удару 65 Дж.

Відкопування ґрунту. Відкопування ґрунту виконують з усіх сторін фундаменту до проектної відмітки екскаватором Komatsu PC-30, який відрізняється високою мобільністю і маневреністю. Робота екскаватора виконується лобовими проходками. Ємність ковша - 0,25м3. З одного місця стоянки екскаватор викопує приблизно половину котловану, потім з протилежного боку - іншу половину. Ґрунт разом з залишками покриття підлоги навантажується на самоскиди МАЗ-5549 і вивозиться в спеціальні відведені місця. Добірку ґрунту виконують вручну робочі плануючі ділянку.

стовпчастий фундамент буроінєкційний заробітний

Рисунок 2 - Розробки ґрунту екскаватором Komatsu PC-30 
 

4. Влаштування буроінєкційних паль 

Технологічний цикл влаштування буроінєкційних паль включає буріння свердловини, заповнення її розчином, встановлення арматурного каркасу та опресовування. Буріння свердловин виконується буровою установкою УБГ-2. По закінченні буріння свердловина крізь буровий став промивається від шламу свіжим буровим розчином на протязі 3-5хв. Потім крізь буровий став свердловина заповнюється твердіючим розчином до повного витіснення глинистого розчину, після чого встановлюється арматурний каркас. 

Рисунок 16 - Буріння свердловин буровою установкою УБГ-2. 

Довжина зварюваних секцій арматурного каркасу визначається умовами виконання робіт. Якщо армокаркас встановлюється у свердловину, заповнену розчином, час його складання не повинен перевищувати строк тужавлення розчину. Після цього виконується опресовування палі на протязі 1-3 хв. розчином під тиском 0,2-0,3МПа, в гирлі свердловини встановлюється тампон з обтюратором, а для контролю величини тиску - манометр.

Для влаштування буроінєкційних паль застосовуються цементно-піщаний розчин класу за міцністю не нижче В15 з крупністю піску не більше 1 мм. Співвідношення компонентів за вагою таке: для цементно-піщаних розчинів (цемент - пісок - вода) - 1,0 - (1,0 -1,5) - (0,4 - 0,7).

Щільність розчину повинна бути в межах 1,95 - 2,07 г/см3; рухомість за конусом 13 - 17 см, водовіддача не більше 2%, міцність розчину за випробуванням кубиків 7×7×7 см у 7-добовому віці не менше 15МПа, в 28-добовому - 23МПа. 

Рисунок 17 - Технологічна схема влаштування буроінєкційних паль при діаметрі більше 18 см 

а -буріння свердловини; б - встановлення армокаркасу, в - бетонування палі; 1 - буровий став; 2 - армокаркас; 3 - ін'єкційний шланг; 4 - готова паля; 5 -бункер для вибраного ґрунту; 6 - бункер для бетону; 7 - вентиляційна трубка. Влаштування основи під фундамент. Влаштування основи під фундамент виконують з щебеневої підготовки товщиною 10 см.

Встановлення опалубки. Для скорочення строків будівництва використовуємо інвентарну металеву опалубку. Після встановлення і закріплення металевих щитів опалубки, перевіряють їх вертикальність та відповідність проектному положенню. Поверхню опалубки змащують перед бетонуванням спеціальним мастилом.

Встановлення арматури ростверку підсилення. Процес встановлення арматури в проектне положення полягає в наступному: влаштування анкерних штирів в тілі існуючого фундаменту для надійного зчеплення між новою та старою конструкціями, арматурної сітки ростверку згідно проекту підсилення фундаменту, дотримання захисних зон (для цього під арматуру підкладають спеціальні бетонні вкладиші), зварювання арматури до елементів існуючого фундаменту (електродами Э-42, зварювальний агрегат АСБ-200, катет шва 5 мм), виконання заключного контролю якості встановлення арматури.

Подача бетонної суміші. Подача бетонної суміші виконується за допомогою автобетононасосу БС-80-20. Він обладнаний трьох ланцюговою стрілою з радіусом подавання бетонної суміші на 20 м. Стріли повно поворотні, що легко складаються на протязі декількох хвилин при перебазуванні. Наявність телескопічної шарнірно-з'єднаної стріли забезпечує значну робочу зону при роботі з однієї-двох стоянок, можливість подачі бетонної суміші в важкодоступні місця. Порядок роботи наступний: автобетоновоз КамАЗ 53213 доставляє бетону суміш на будівельній майданчик, потім вона вивантажується в перевантажувальний бункер, де перед укладкою бетонна суміш додатково перемішується. Далі за допомогою автобетононасосу БС-80-20 вона по бетоноводам подається до конструкцій. Склад ланки - машиніст бетонної установки, два бетонувальники: один з них слідкує за безперебійною роботою бетоноводів і їх прочищенням, другий - переміщує бетоноводи і слідкує за подачею бетонної суміші в конструкції. 

Рисунок 3 - Схема подачі бетонної суміші автобетононасосом БС-80-20 

Укладання бетонної суміші в конструкції Укладання бетонної суміші виконує ланка з двох бетонувальників. Перший приймає бетонну суміш з бетоноводу, рівномірно розподіляє її по поверхні ділянки, що бетонується, розрівнює поверхню бетону кельмою. Другий з поверхневим вібратором ИВ-22 ущільнює бетонну суміш.

Догляд за бетоном в умовах реконструкції. Догляд за бетоном в умовах реконструкції: для запобігання втрати води в укладеній бетонній суміші при твердінні, необхідно утримувати забетоновані конструкції в вологому стані на протязі семи діб (необхідно їх покривати поліетиленовою плівкою). Для прискорення твердіння бетону в умовах реконструкції використовуються спеціальні домішки, що прискорюють твердіння бетону (через 1-3 доби бетон набирає 70 % проектної міцності). Після затвердіння поверхні бетону приблизно через годину його поливають водою.

Упорядження і гідроізоляція поверхні бетону. Упорядження поверхні бетону виконують для запобігання руйнування фундаменту в разі виникнення вибоїн, раковин, тріщин і т. д. Для цього поверхню бетону, що має пошкодження або недоліки оздоблюють цементним розчином (1:2), потім виконують гідроізоляцію шаром руберойду на бітумній мастиці.

Зворотна засипка ґрунту До початку засипки котловану повинні бути виконані наступні роботи: повністю закінчено влаштування фундаментів і перевірено їх проектне положення, виконана і перевірена гідроізоляція фундаментів, видалені з котловану всі допоміжні матеріали та обладнання.

Зворотну засипку виконуємо пошарово з ущільненням піском крупнозернистим з модулем пружності 20МПа, товщиною шару 20-30 см.

Автосамоскиди МАЗ-5549 вивантажують пісок біля котловану, бульдозер KOMATSU-D37EX-22 виконує засипку пазух котловану, періодично грунт ущільнюється віброплитою MVC-98D. 

Рисунок 4 - Зворотна засипка ґрунту навантажувачем ПУМ-500 та ущільнення віброплитою MVC-98D 

Таблиця 2 - Вибір машин і обладнання

Вид робіт і технологічних операційНазва механізмів, інструментаМаркаОсновний параметрМаса, кгРуйнування конструкції покриття підлогиВідбійний молотокBOSCH GSH27Енергія удару - 65 Дж6Відкопування ґрунту до проектної відміткиЕкскаваторKomatsu PC-30Обєм ковша - 0,25м3СамоскидМАЗ-5549Вантажопідйомність - 10тВлаштування буроінєкційних пальБурова машинаУБГ-2Потужність - 130 кВтМонтаж арматури і допоміжних конструкційЗварювальний агрегатАСБ-200Потужність - 6,6 кВтУкладка бетонної суміші в конструкціюАвтобетононасосБС-80-20Продуктивність - 5 -65 м3/годПеревантаж. БункерЦНДІОМТП25 м3/годАвтобетонозмі-шувачКамАз 53213Обєм - 6 м3Поверхневий вібраторИВ - 22-26Зворотня засипка грунтабульдозерKOMATSU-D37EX-22-7000ВіброплитаMVC-98DПотужність - 3,5 кВт108 

. Калькуляція затрат праці і заробітної плати на 1 елемент 

Таблиця 3 - Калькуляція затрат праці

№Назва процесівОбсяг робітДСТУНорма часу на один. трудомісткість на весь обсягСклад ланкиОдин. вим.Кільк.чол.-год.маш.-год.чол.-год.маш.-год.ПрофесіяКільк.1234567891012131Руйнування конструкції підлогим263,36Е-20-1-63 т11,276,03бет. 3р 22Розробка ґрунту в котлованах 100м30,4624Е2-1-11 т7 п1б5,95,92,7282,728маш.5р13Доробка ґрунту вручнум31,98Е2-1-47 т2 п1д1,32,574земл.3р14Планування укосів м218,46Е2-1-51 т2 п2в0,224,061плот.4,325Буріння свердловини1м.п.20Е12-71 т3 а10,240,084,81,6маш.5р п.маш.4р1 16Встановлення армокаркасу шт4Е12-72 т10,480,161,920,64маш.5р роб.4р1 27Бетонування буроінєкційних пальм315,04Е12-74 т1 п20,180,062,7070,902маш.5р бет.4р1 28Влаштування основи під ростверк м31,98Е20-1-9 т2 п24,69,108кам. 2,3р29Влаштування опалубким22,56Е4-1-37 т2 п10,390,998плот.4,3р210Подавання бетонної суміші бетононасосом100 м30,0256Е4-1-48 т5 п2186,10,0460,156маш.5р, бет.3,4р1 211Укладання бетонної суміші в конструкції м30,256Е4-1-49 т1 п30,330,084бет.3,4р212Розбирання опалубким22,56Е4-1-37 т2 п20,210,538плот.4,3р213Упорядження і гідроізоляція поверх.100 м20,0256Е11-37 п2в8,30,212плот.4,3р214Зворотна засипка ґрунту100 м30,63Е2-1-34 п1б3,333,332,0982,098маш.5р115Ущільнення ґрунту вібратором100 м30,63Е2-1-320,510,510,3210,321трак.4р116Відновлення покриття підлоги 100 м20,634Е19-31 т2 п2б32,520,065бет.3,4р2 Разом: 128,298,445

.1 Технологічні розрахунки 

Таблиця 4 - Технологічні розрахунки

№Назва процесівОбсяг робітТрудомісткість на весь обсяг -норм.трудомісткість на весь обсяг-прийнят.Склад бригадиК-ть змінТривалість робіт, зм.Один. вим.Кільк.чол.-зм.маш.-зм.чол.-зм.маш.-зм.12345678910111Руйнування конструкції підлогим21647,36241,08-240-122102Розробка ґрунту в котлованах 100м312,028,658,6510101253Доробка ґрунту вручну м351,488,16-8-4124Планування укосівм2479,9612,88-14-2175Буріння свердловини1м.п.52015,225,071662236Встановлення армокаркасушт1046,092,03623217Бетонування буроінєкційних пальм3391,048,582,861042228Влаштування основи під ростверк м351,4828,88-30-6239Влаштування опалубким266,563,17-4-41110Подавання бетонної суміші бетононасосом100 м36,5660,140,491111111Укладання бетонної суміші в конструкції м36,5660,26-1-11112Розбирання опалубким266,561,7-2-21113Упорядження і гідроізоляція поверхонь100 м20,66560,67-1-11114Зворотна засипка ґрунту100 м316,386,656,658812415Ущільнення ґрунту вібратором100 м316,381,011,012212116Відновлення покриття підлоги 100 м216,48465,33-66-1123 Разом:4203246 

. Графік виконання робіт 

Таблиця 5 - Графік виконання робіт

7. Техніко-економічні показники роботи 

Таблиця 6 - Техніко-економічні показники роботи

№НайменуванняОдиниці виміруКількість1Тривалість виконання робітДнів222Затрати працілюд.-змін4203Затрати машин і механізмівмаш.-змін32 

8. Поопераційний контроль якості робіт 

Таблиця 7 - Поопераційний контроль якості робіт

Що підлягає контролюПосадова особа, що контролюєМетод виконання робітСпосібІнструментПеріодичністьПеревірка якості кріплення котловануПрораб, майстерВізуально, інструментальноРулеткаПісля встановлення кріпленняЯкість бетонуМайстерЛабораторіяСтандартні зразки, лабораторна установкаВ процесі бетонуванняПравильність встановлення арматури, якість зварних швівПрораб, майстерВізуально, інструментальноРулеткаПеред бетонуваннямГабаритні розміри опалубкиПрораб, майстерІнструментальноРулеткаПеред бетонуваннямЯкість гідроізоляції поверхніМайстерВізуально, інструментальноРулеткаПеред зворотною засипкоюЯкість відновленого покриття підлогиПрораб, майстерВізуально, інструментальноНівелір, рулеткаВ процесі роботи 

9. Охорона праці і техніка безпеки

Роботи по підсиленню основ та фундаментів буроін'єкційними палями необхідно виконувати лише при наявності проекту виконання робіт, який в установленому порядку пройшов експертизу на відповідність вимог нормативно-правовим актам з охорони праці, та технологічних карт з детальним вирішенням питань безпечного ведення робіт.

Для будівель (споруд), стан яких за результатами обстеження визначений, як аварійний, виконувати підсилення буроін'єкційними палями дозволяється тільки після попереднього забезпечення тимчасової або постійної безпеки роботи їх конструкцій в умовах можливого впливу робіт, що виконуватимуться.

Роботи по підсиленню основ та фундаментів буроін'єкційними палями відносяться до робіт з підвищеною небезпекою, які виконуються лише за нарядами-допусками і тільки в присутності осіб, відповідальних за безпечне виконання робіт. Робітники будівельної організації повинні бути ознайомлені з ПВР і пройти додатковий інструктаж по техніці безпеки з підвищеною небезпекою провадження робіт при реконструкції. Працівники діючого або підприємства, що реконструюється повинні пройти інструктаж за правилами безпечної поведінки в зоні виробництва БМР. При недотриманні затверджених заходів щодо техніки безпеки, внаслідок чого створюються умови, загрозливі життю і здоров'ю працюючих будівельно-монтажні роботи повинні бути припинені до усунення небезпеки. Припинення роботи оформляється актом.

Основою для провадження робіт в діючому цеху повинен бути наказ (розпорядження) по підприємству (цеху) з вказівкою осіб, відповідальних за підготовку обладнання і конструкцій до вказаних робіт, за проведення заходів, необхідних для забезпечення безпеки цих робіт і оперативного зв'язку з підрядчиком.

Технічний стан бурової установки, надійність кріплення її вузлів необхідно перевіряти перед початком кожної зміни.

Перед пуском бурової установки необхідно подавати звуковий сигнал.

Перед початком огляду, змащування, чищення або усунення будь-яких пошкоджень бурової установки буровий інструмент повинен бути поставлений у стійке положення, а двигун вимкнений.

Пробурені свердловини при припиненні робіт повинні бути надійно закриті щитами або відгороджені із встановленням на них попереджувальних знаків. Не допускається попадання розпушеного ґрунту на вибій свердловини. Для захисту від попадання ґрунту після влаштування свердловини рекомендується використовувати інвентарні металеві оголовки довжиною до 0,5 м. Оголовки знімають після завершення бетонування паль.

Застосування ін'єкційних шлангів дозволяється тільки після їх випробування у відповідності з вимогами ГОСТ 18698.

При виконанні робіт по влаштуванню свердловин необхідно ретельно слідкувати за інженерними комунікаціями, які підходять до будівлі, і не допускати їх пошкодження.

Інженерні мережі та комунікації, розташовані ближче, ніж 2 м від свердловини, на період виконання робіт мають бути відключені. Роботи по влаштуванню буроін'єкційних паль в зоні інженерних мереж та комунікацій повинні проводитись лише з дозволу власників мереж та в присутності інженерно-технічних працівників, відповідальних за їх технічний стан.

При виконанні робіт по влаштуванню свердловин всередині приміщень з установками, які працюють на бензині або солярці, в цих приміщеннях необхідно забезпечити на час виконання робіт примусову припливно-витяжну вентиляцію, а працюючі повинні бути захищені респіраторами або протигазами.

Концентрації в повітрі робочої зони при виконанні зварювальних робіт у відповідності з ГОСТ 12.1.005 не повинні перевищувати: для зварювальної аерозолі - 2 мг/м3 , окису вуглецю - 20 мг/м3, окису марганцю - 0,2 мг/м3, фтористого водню - 0,5 мг/м3.

При перевантаженні цементу концентрації цементного пилу в робочій зоні повинні бути не більше 6 мг/м3по ГОСТ 12.1.005 і не більше 0,3 мг/м3 для атмосферного повітря населених місць.

В пояснювальних записках проектів, що розроблюються, підсилення фундаментів буроін'єкційними палями слід передбачати розділ, який вміщує вказівки по безпечній експлуатації фундаментів будівлі після їх підсилення.

На кожному об'єкті будівництва належить:

-вести загальний журнал робіт, спеціальні журнали з окремих видів робіт, перелік яких встановлюється генпідрядчиком за погодженням із замовником і субпідрядними організаціями, а при наявності авторського нагляду проектних організацій - також і журнал авторського нагляду у відповідності до положення про авторський нагляд проектних організацій за будівництвом підприємств, будівель та споруд;

-складати акти обстеження прихованих робіт, проміжного прийняття відповідальних конструкцій, індивідуального та комплексного випробування устаткування, систем, мереж та пристроїв;

-оформляти іншу виробничу документацію, передбачену іншими ДБН, і виконавчу документацію - комплект робочих креслень з написами, зробленими особами, відповідальними за виконання будівельно-монтажних робіт, про відповідність виконаних в натурі робіт цим кресленням або внесеним в них за погодженням із замовником та проектною організацією змінам.

Приховані роботи підлягають огляду. Акт огляду прихованих робіт повинен складатись на завершені роботи або етап. На вимогу інвестора складаються також акти огляду прихованих робіт на спеціальні види робіт, що визначаються відомчими нормами на проектування та виконання робіт.

Огляд прихованих робіт і складання акта у випадках, коли наступні роботи повинні розпочинатись після перерви, слід здійснювати безпосередньо перед виконанням наступних робіт.

В усіх випадках забороняється виконання наступних робіт при відсутності актів огляду попередніх прихованих робіт.

Перелік видів робіт на які повинні складатись акти огляду прихованих робіт:

-огляд розбивки земляних робіт, обстеження ґрунтів для відсипки насипів та зворотних засипок у траншеї;

-огляд якості ґрунтів основ фундаментів і закладення фундаментів;

-дотримання технології при шаровому ущільненні ґрунту (досягнення проектної щільності, товщина кожного відсипаного та ущільнюваного шару та ін.);

-підготовка основ насипів;

-гідроізоляція фундаментів;

-перевірка відповідності проекту розмірів траншей;

-перевірка ґрунтів основ на відсутність порушень їх природних властивостей або якість їх ущільнення в порівнянні з проектними даними;

-відбір зразків ґрунту для лабораторних випробувань;

-відбір контрольних зразків бетону;

-приймання змонтованої і підготовленої до бетонування опалубки; відповідність арматури та закладних деталей робочим кресленням; відбір контрольних зразків бетону;

-перевірка та приймання всіх елементів, що закриваються в процесі наступного бетонування;

-приймання закінчених бетонних робіт з оцінкою їх якості;

-приймання ізоляції на ділянках, що підлягають закриттю кам'яною кладкою;

-правильність встановлення та справна дія арматури, запобіжних пристроїв, автоматики та контрольно-вимірювальних приладів, санітарно-технічних пристроїв. 
 

Список літератури 

1.Гавриляк А.Г. Технічна експлуатація, реконструкція і модернізація будівель. - Львів: Видавництво Національного університету Львівська політехніка, 2006. - 540 с.

.Бліхарський З. Я. Реконструкція та підсилення будівель і споруд: Навчальний посібник. - Львів: Видавництво Національного університету Львівська політехніка, 2008. - 108 с.

.Беляков Ю. Й., Снижко А. П. Реконсрукция промышелнных предприятий. - Киев: Вища школа, 1988.-256с.

.Шагин А. Л. Реконструкция зданий й сооружений. - Москва: Высшая школа, 1991.-352с.

.Беляков Ю. Й., Романушко Е. Г., Запорожченко С. А. Средства механизации при реконсрукции промышленных зданий. Киев: Будівельник,1987.-144 с.

.Рекомендации по применению малогабаритних погрузчиков. -Киев: КИСИ, 1991.

.«Рекомендации по проектированию усиления железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий. Надземные конструкции и сооружения» В.П. Полищук, А. А. Петрова.- М.: Стройиздат, 1992. - 98с.

.ДБН В.3.1-1-2002 Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій і основ промислових будинків і споруд.

. ДБН В.3.2-2-2009 Житлові будинки. Реконструкція та капітальний ремонт.

.ВБН В.2.1-1-97 Підсилення фундаментів будівель та споруд, побудованих на лесових грунтах, буроін'єкційними палями.