Технология работ по возведению мансардных этажей

Устройство ман­сардных этажей основаны на ис­пользовании несущей способности здания и грунтов основания.

Планировочные и конструктив­ные решения мансардного этажа при реконструкции необходимо увязывать с существующими кон­струкциями здания. В кирпичных зданиях стены мансардного этажа могут быть выполнены из кирпича и, как правило, из многослойных каркасных конструкций; в крупно­панельных и крупноблочных — из монолитного легкого бетона и также из многослойных каркасных конструкций. Перекрытия, как правило, — сборные многопустот­ные или монолитные легкобетон­ные, в том числе с использовани­ем в качестве несъемной опалубки стального профилированного на­стила с последующим устройством подшивного потолка.

Технология и организация ра­бот по возведению мансардных этажей без переселения жильцов требует использования облегчен­ных конструкций, обеспечивающих снижение массы надстроек, и при­способленных для их монтажа мелкоразмерными элементов.

Конструктивное решение долж­но базироваться на использовании несущих конструкций, собираемых на кровельной части здания. Они выполняются в виде деревянных ферм, шпренгельных деревометаллических полуферм по стойкам с обвязочным брусом, сборных элементов из тонколистовых гну­тых металлических или деревометаллических профилей, собирае­мых на болтовых соединениях, а также из плоских легкобетонных элементов заводского изготовле­ния.

В качестве основания при возве­дении конструктивных элементов

мансарды используют обвязочный монолитный пояс, устраиваемый по периметру несущих стен здания.

Конструктивное решение над­страиваемой части должно обес­печивать равномерную передачу на­грузок на существующее здание. Должны быть выполнены мероприя­тия по восприятию нагрузок от над­страиваемой части с необходимым усилением стен на уровне верха зда­ния, первого этажа, подвальной части и фундамента.

Допустимое количество этажей надстройки и конструктивные меро­приятия в старой и надстраиваемой частях дома должны приниматься на основании результатов натурных обследований и поверочных расчетов.

Запасы несущей способности конструкций домов первых массо­вых серий и грунтов оснований в ря­де случаев достаточны для над­стройки этих зданий несколькими этажами. При необходимости мож­но усилить несущие конструкции, в частности, используя метод торкре­тирования, установку обойм и уси­ление оснований, например силика­тизацией грунтов.

Максимальный прирост дополни­тельной площади с передачей нагру­зок на каркас здания, если имеются достаточные запасы несущей спо­собности домов, обеспечивает над­стройка трех этажей, включая ман­сардный. ЦНИИЭП жилища разра­ботаны такие архитектурно-строи­тельные, в том числе и конструктивные, решения реконструкции пяти­этажных жилых домов. В качестве рационального конструктивного ва­рианта каркаса надстройки реко­мендованы продольные стальные несущие рамы, располагаемые по осям существующих несущих стен. Стальные конструкции выполнены из стержней коробчатого сечения, заполненных бетоном и облицован­ных двумя слоями гипсокартона.

Поперечная и продольная жест­кость и устойчивость каркасной сис­темы обеспечиваются стеновыми конструкциями существующего зда­ния по торцам и в лестничной клетке, продлеваемыми в надстраивае­мой части здания, а также жесткими узлами стальных рам.

Исследования рациональных ме­тодов реконструкции жилых домов первых массовых серий показали, что, несмотря на физический износ отдельных конструктивных элемен­тов, основания и фундаменты, стено­вые ограждения кирпичных и внут­ренних несущих стен и перекрытия крупнопанельных зданий имеют за­пас несущей способности, позволяю­щий выполнять реконструкцию с над­стройкой одного-двух этажей.

Для большинства регионов Рос­сии наиболее рациональный метод - надстройка мансардных этажей с пристройкой эркеров, теплоизоля­ция наружных стен, замена свето прозрачных ограждений и инженер­ного оборудования. Комплекс работ обеспечивает продление жизненно­го цикла здания, повышение его экс­плуатационной надежности и полу­чение дополнительных площадей, стоимость которых обходится на 30—40 % ниже нового строительст­ва.

Технологический эффект реконст­рукции существенно повышается при сочетании надстройки зданий, об­стройки в виде эркеров, устройства выносных лифтовых шахт, входных тамбуров и других малых объемов, обеспечивающих увеличение площа­ди помещений, например кухонь и санузлов. Пристроенные по фасад­ным поверхностям объемы способст­вуют улучшению теплотехнических характеристик зданий, а располо­женные на лестничных клетках стоя­ки дают возможность реализовать принцип регулируемого потребления энергоносителей.

Относительная трудоемкость и продолжительность работ по над­стройке и пристройке малых объемов, прежде всего, зависит от уровня сборности и технологичности конст­рукций, особое значение при этом отводится конструктивным элемен­там высокой заводской готовности.

Новые технические решения должны отвечать ряду требований, таких как: возможность возведения надстраиваемых этажей без предва­рительного демонтажа кровельной части; формирование дополнитель­ных объемов без устройства внутрен­них несущих стен, что создает пред­посылки для свободной планировки; снижение массы конструктивных элементов за счет использования комбинированных систем.

Для успешной реализации этих требований предлагается применять объемно-блочные строительные системы, обеспечивающие процесс воз­ведения в виде монтажного цикла с минимальными затратами труда на строительной площадке.

Для решения комплекса вопросов, связанных с использованием объем­ных блоков при реконструкции зда­ний, автором найдены новые техно­логические и конструктивные реше­ния, позволяющие успешно исполь­зовать принципы объемного домо­строения.

При разработке мобильного ман­сардного блока основное внимание уделено созданию конструкции, спо­собной изменять геометрические па­раметры. В ее основу положен прин­цип шарнирного соединения плоских элементов объемного блока, кото­рые в сложенном виде имеют транс­портные габариты в 4—5 раз мень­шие, чем габариты при монтаже. Это позволяет перевозить 3—4 блока од­новременно.

Не менее важно было создать со­единения, легко трансформируемые из шарнирных в жесткие узловые, обладающие требуемой пространст­венной жесткостью. Конструкция за короткий отрезок времени легко приводится из транспортного состоя­ния в монтажно-проектное с помо­щью разработанного для этой цели кондуктора.

Принципиальная схема предлагае­мого мансардного этажа показана на рис 10.37 на включает систему пло­ских элементов стенового огражде­ния, перекрытия, покрытия, поддер­живающие элементов в виде стоек и опор. Шарнирные соединения разме­щены таким образом, чтобы в сло­женном состоянии система блока превращалась в параллельно распо­ложенные плоскости.

Несущие конструкции объемного блока выполнены из гнутых профилей, объединенных по периметру, и имеют опорные площадки на уровне низа наружной стены, в верхней и нижней частях опорных стоек, конь­ковой части кровли. Такое решение позволяет выполнять крепление эле­ментов блока к закладным деталям обвязочного пояса или другим опор­ным элементам, устанавливаемым на покрытии и стеновых конструкциях реконструируемого здания.

Размеры блоков для крупнопа­нельных зданий принимают равными шагу внутренних стеновых панелей, для кирпичных зданий — шагу окон­ных проемов. Блоки изготовляют в заводских условиях размером на по­лупролет здания. Их конструкция предусматривает получение стеновых элементов в виде многослойной утеп­ленной системы: внутренняя поверх­ность с тонкостенной бетонной обли­цовкой, наружная часть — в виде по­крытия из мелкоштучных элементов или металлочерепицы по обрешетке. Перекрытия выполняют из омоноличенных несущих металлических балочных элементов в виде железо­бетонной плиты толщиной 5—6 см и утепляющего слоя из пенобетона, что позволяет обеспечить теплотехничес­кие требования. Такое конструктив­ное решение дает возможность сни­зить удельную массу панелей пере­крытия и повысить эксплуатационную надежность системы.

Стеновые элементы снабжены оконными блоками, устанавливаемы­ми в проектное положение в завод­ских условиях. Места их примыкания к стеновым элементам изолируют, что обеспечивает водонепроницае­мость стыков и водоотвод атмосфер­ных осадков.

Панель кровельного покрытия представляет собой плоскую замк­нутую раму, по ее поверхности вы-полняют обрешетку из бруса и кро­вельное покрытие. Элементы кро­вельного покрытия соединяют со стеновой панелью таким образом, чтобы в проектном положении не нарушалась герметичность кровли и исключалось попадание атмосфер­ных осадков. Стык между блоками заполняют нащельником. После установки двух смежных блоков их коньковые части объединяют, а на поверхности устанавливают про­фильный лист металла с нахлестом на кровельную часть. Перечислен­ные конструктивные решения спо­собствуют созданию водонепрони­цаемой поверхности, что весьма важно при дальнейшем выполнении внутренних работ.

Рис 10.37 конструктивная схема монсардного блока

1-стеновая понель 2 – панель перекрытия 3 - кровельная панель 4- шарнирные связи 5 – оконный блок;

6 – опорная стойка 7 – анкер к обвязному поясу; А – положение блока в транспортном состоянии

При возведении мансардных эта­жей крупнопанельных зданий блоки выпол­няют двух типоразмеров в соответ­ствии с шагом внутренних стен 2,6 и 3,2 м. Это дает возможность вести одновременный монтаж ячеек пло­щадью 14,8 и 18,2 м² при массе элементов 2,9-3,6 т. Для установки блоков используют монтажный кран грузоподъемностью 6—8 т.

При обстройке зданий системой эркеров необходим дополнительный объемный блок, размер которого учитывает геометрию эркера.

Для возведения пристраиваемых объемов наиболее рациональноприменять сборные объемные эркеры и входные тамбуры заводского производства. Их решение базиру­ется на использовании трехслойных конструкций наружных элементов и железобетонного перекрытия, кото­рые изготовляются как единый объ­емный блок, что обеспечивает дос­таточно высокую технологичность изготовления, транспортирования, монтажа и стыковки с нижними сте­нами реконструируемого здания. Для придания фасадам зданий ар­хитектурной выразительности мож­но использовать эркеры разнооб­разной геометрической формы с различной шириной, глубиной и рас­положением оконных заполнений. Технология производства работ предусматривает подго­товительный цикл, включаю­щий освоение площадок и мест приведения блоков в монтажное и рабочее состоя­ние; устройство монолитного обвязочного пояса, служаще­го основанием для установки блоков; монтаж защитных и технологически необходимых элементов подмостей, ко­зырьков и других приспособ­лений; подготовку рабочих зон на кровельной части ре­конструируемого здания; вы­бор мест стоянок крана с учетом сохранения растущих деревьев, а также безопасных условий производства работ. Технологической необхо­димостью является первооче­редное выполнение пристраи­ваемых объемов — эркеров, лоджий и других элементов. Для их размещения устраива­ют самостоятельные фунда­менты в виде буронабивных свай с ростверком. Объемные эркеры монтируют легкими мобильными кранами с транс­портных средств при движении крана по продольным сторонам реконструируемого зда­ния.

Надстройку мансардного этажа ведут захватками, размещая грузо­подъемные средства по периметру здания (рис. 10.38)

До начала монтажных работ под­готавливают площадки, на которых блоки приводят из транспортного по­ложения в монтажное состояние. Для этого используют специальный опорный элемент, на котором разме­щают мансардный блок таким обра­зом, чтобы плита перекрытия заняла горизонтальное положение, а стено­вой элемент располагался свободно.

Элементы конструкций приводят в проектное положение путем установ­ки фиксаторов и их анкеровки, места шарнирных связей защищают тепло­изоляцией. Затем проводят общую проверку состояния конструктивных элементов, облицовки, кровли и т.п. Подготовленный к монтажу блок стропят за монтажные петли и подни­мают к месту установки.

Монтажные стоянки крана опре­деляют с учетом геометрических раз­меров реконструируемого здания, объемных блоков и их массы, длины стропов и стрелы, а также типа крана. Для надстройки мансардного этажа крупнопанельных и кирпичных пяти­этажных зданий можно использовать стреловой кран на автомобильном ходу типа МКА-16 (на базе автомобиля КРАЗ-257) с вылетом стрелы 12 м и высотой подъема крюка 21 м. С од­ной стоянки кран устанавливает 4—5 блоков.

Для установки в проектное поло­жение мансардный блок перемеща­ют на кровельную часть, где исполь­зуется временная опора. Затем про­изводится его выверка и установка в проектное положение, крепление опорных частей к монолитному поясу и объединение с элементами ранее установленного блока при помощи болтовых соединений.

После установки шести блоков за­хватки кран перемещают на противо­положную сторону и в том же поряд­ке монтируют симметричные блоки. После этого выполняют герметиза­цию стыков, устанавливают конько­вые элементов кровли и нащельников. Затем приступают к монтажным рабо­там на второй захватке с сохранением принятой последовательности.

После завершения установки блоков выполняют внутренние работы: устройство торцевых и меж секционных стен, лестничных клеток, перегородок в соответствии с планировочным решением, подготовку под полы, сантехнические электромонтажные и отделочные работы.

Расчеты показали что нормативной трудоемкости монтожа одного блока 6 – 8 чел/ч в составе звена монтажников 5 человек продолжительность монтажа на захватке без учета подготовительных работ состовляет 16,8 чел или чуть болие 2х смен работы крана т.е. для 80 квартирного 4х секционного жилого дома общая продолжительность работы крана состовляет 8-10 смен.

Технология с надстройкой монсардного этажа и пристройкой эркеров использовано при реконструкции 5-ти этажного административного здания с перепрофилированием в жилое. Ширина корпуса здания 14,6 м, длинна – 60 м, отметка низа установки монсардного блока – 16.52 м. Использованы 2-ва типа блоков: крайние шириной – 3.2 м и редовой – 3.6 м. Масса полублоков – 3.4 и 4 т.

В связи со стесненностью суще­ствующей застройки стоянка крана располагалась на проезжей части улицы с одной стороны здания. Основной цикл монтажа выполнен краном с телескопической стрелой грузоподъемностью 20 т. Для снижения трудозатрат на установку временных опор, стыковку элемен­тов полублоков и других операций, проводимых на монтажном горизон­те, было целесообразно укрупнить блоки на ширину пролета на пло­щадках укрупнительной сборки. Такое решение привело к значительно­му сокращению продолжительности монтажных работ по сравнению с вариантом возведения мансардных этажей из полублоков.

Для приведения в монтажное по­ложение блок стропят с помощью специальной траверсы, приподнима­ют над площадкой складирования, и под действием собственного веса он принимает проектную конфигура­цию. При этом консольная часть блока опирается на специальный кондуктор. Затем устанавливают второй блок в той же технологичес­кой последовательности. Оба блока соединяют с помощью болтовых и сварных соединений. Таким образом получается укрупненный блок, соответствующий пролету здания 14,6 м и шириной 3,2 м и 3,6 м. Ук­рупненные блоки позволяют произ­водить одновременное перекрытие площадей 46,7 и 52,5 м² без исполь­зования каких-либо промежуточных опор.

При сменной установке 7—8 ук­рупненных блоков требуется соот­ветствующая интенсивность укрупни­тельной сборки и их доводки, поэто­му для подготовки производства не­обходимо иметь как минимум две площадки укрупнительной сборки. Разгрузку блоков, фиксацию шар­нирных соединений с дополнитель­ной теплоизоляцией и установку оконных заполнений выполняет от­дельное звено. Площадки следует располагать в зоне действия основ­ного крана, а укрупнительную сборку вести с помощью автокрана грузо­подъемностью не менее 6 т. Созда­ние ритмичного потока позволяет вы­полнить цикл монтажа мансардного этажа за 4—6 рабочих смен.

Эксперименты показали, что ис­пользование данной технологии наиболее полно реализуется при надстройке жилых зданий без отселения жильцов и позволяет произ­водить широкомасштабную реаби­литацию жилья без создания пере­селенческого фонда.

Рис. 10.38. Технологические схемы пристройки объемных блоков эркеров и надстройки мансардного этажа

1 — обвязочный монолитный пояс; 2 - объемный блок; 3 — временная опо­ра; 4 - стоянки монтажного крана; 5 — грузопассажирский подъемник; 6 — зона приведения блоков в монтажное положение;

7 — ограждение; 1-х – технологическая последовательность монтажа объемных блоков мансарды

Дальнейшее развитие данного метода проявилось в совершенство­вании технологии возведения одно-, двухуровневых надстроек путем внедрения метода надвижки укруп­ненных объемных блоков. Он наи­более эффективен при производстве реконструктивных работ без отселения жильцов. Реализация мето­да потребовала разработки специ­альных подъемников, устанавливае­мых в торцах зданий, и транспорт­ных средств перемещения укрупнен­ных объемных блоков по обвязоч­ному поясу(рис. 10.39)

Рис. 10.39 Технологическая схема монтажа пристраиваемых блоков и двухэтажных объемных