ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ БЕТОННЫХ РАБОТ ПРИ СКОРОСТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Курченко Н.С., Алексейцев А.В. Оценка организационной надежности календарного моделирования строительного производства. — Системные технологии. — 2020. — № 35. — С. 13—18.

ASSESMENT OF THE ORGANIZATIONAL RELIABILITY FOR CONSTRUCTION PRODUCTION SCHEDULES

Kurchenko N.S.*, Alekseytsev A.V.**

*FSBEI of HE "Bryansk State Engineering and Technology university » **FSBEI of HE "National Research Moscow State University of Civil Engineering"

Abstract.

An approach to assessing the reliability of construction schedules is considered, taking into account the possibility of work timing disruption and the risks of material losses associated with these situations. As a measure of organizational reliability, the conditional probability of the duration deviation from the given construction duration is taken. When calculating this probability, it is assumed that randomly generated organizational expectations comprise a complete group of events, while the probability of each event occurring is determined randomly. The number of expectations is also set randomly. To assess the full probability of deviations in the planning of work, the Bayes formula is used, and the most reliable model is searched by minimizing risk. To solve this stochastic problem, an adapted genetic algorithm is used.

Key words:

scheduling, stochastic modeling, genetic algorithms, organization of construction, reliability, organizational time expectation. Date of receipt in edition: 18.06.20 Date of acceptance for printing: 20.06.20

УДК 69

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ БЕТОННЫХ РАБОТ ПРИ СКОРОСТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Ф.М. Исмаилов, М.Ф. Кужин

Федеральное государственного бюджетное образовательное учреждение высшего образования Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, г. Москва

Аннотация:

Современное развитие строительной индустрии позволило выработать технологии повышенной эффективности, способные создавать бетонные растворы с улучшенными характеристиками. Статья описывает технологии и организации бетонных работ при скоростном строительстве Рассмотрены компоненты, которые добавляют в бетонную смесь для сокращения времени на проведение бетонных работ. Описаны факторы влияющие на проведения бетонных работ Предложены способы сокращения сроков бетонных работ.

Ключевые слова:

технология, бетонные работы, скоростное строительство, компоненты раствора, сокращение сроков строительства, строительные процессы, организация. История статьи:

Дата поступления в редакцию 15.05.20 Дата принятия к печати 16.05.20

В настоящее время строительство зданий из монолитного железобетона получило широкое распространение. Ранее при возведении многоэтажных объектов популярностью пользовалось строительство из сборного железобетона, однако при сравнении стоимости готового квадратного метра строения, монолитному домостроению нет равных. Выявлено, что значительный вклад в решение теоретических и практических вопросов развития скоростного монолитного домостроения внесли А.В. Галумян, А.В. Сыров, Л.В. Зиневич, В.В. Дьячков и другие. Однако в настоящее время вопросы технологии и организации работ по скоростному монолитному домостроению проработаны недостаточно. На сегодняшний день монолитное строительство занимает ведущее место во многих развитых зарубежных странах и в России. Масштабное применение бетона и железобетона обуславливается такими показателями, как: высокие физико-механические характеристики, долговечность, хорошая сопротивляемость температурным воздействиям, возможность получения конструкций сравнительно простыми технологическими методами. Обеспечение населения современным комфортным жильем с развитой инфраструктурой, обеспеченной надежными инженерными сооружениями, является одной из важнейших социальных задач. Количество вводимых в эксплуатацию жилых площадей с каждым годом растет. Согласно данным [11], сравнение стоимости 1м2 новостройки при строительстве здания с использованием монолитного, сборного каркаса и с каркасом из кирпича представлено в таблице 1.

Таблица 1

№ п/п Тип дома Трудоемкость выполнения работ , чел/дн Продолжительность возведения типового этажа, дней Стоимость материалов типового этажа Стоимость 1м2 новостройки тыс. руб

11 Монолитный 112,5 15 1,780,000 25-30

22 Панельный 51,52 8 1,510,000 20-25

33 Кирпичный 196,5 17 2,030,000 25-40

Бетонные работы — это все строительные процессы, необходимые для создания конструкций или сооружений, в основе которых предусмотрена заливка бетонного раствора различного состава. Бетонирование (и соответствующие работы) можно разделить на несколько стадий:

- приготовление бетонного раствора различного состава;

- подача раствора;

- укладка раствора в опалубку или аналогичную конструкцию, призванную сохранить форму бетона;

- равномерное распределение раствора по всей опалубке или аналогичной конструкции, во избежание возникновения пустот или иных дефектов, в потенциале способных повлиять на прочностные и иные характеристики готового сооружения;

- уплотнение раствора в случае необходимости;

- выдерживание раствора в течение строго установленного времени до его полного застывания [5]. Современное развитие строительной индустрии позволило выработать технологии повышенной эффективности, способные создавать бетонные растворы с улучшенными характеристиками. Они сообщают бетонной смеси повышенные показатели по следующим основаниям:

- уплотнение (самоуплотняющиеся растворы);

- подвижность (степень проникновения в труднодоступные места опалубки);

- способность раствора к однородности (и в состоянии покоя, и при внешнем воздействии);

- устойчивость раствора к высоким температурам и климатическим перепадам.

03

г

м О

-I

м

Э СО

5

О

ц

0

г :

х ?

ш «

? г

И

5 о

1 X

и и

° 5

и и

О "=

. н

X О

£ Ю

й га

* а > х

* 3

а 1

■ £

, <и

ш ю

о с;

5

га

т

I

га

^ О

е 5

<

и

Такие бетонные растворы, приготовленные по современным технологиям, дают возможность управлять временем застывания и его физическими свойствами[4].

Самоуплотняющиеся растворы с расширенными свойствами открывают новые возможности перед предприятиями строительной индустрии:

- снижение трудоёмкости выполнения бетонных работ позволяет сэкономить на персонале: можно сократить число работников или число рабочих часов;

- можно увеличить объёмы бетонных работ или повысить скорость их выполнения при сохранении конечных объёмов;

- требуется меньше ресурсов на сохранение оптимальной температуры для качественного затвердевания раствора, а также на другие процессы, входящие в состав бетонных работ;

- общая производительность предприятия растёт, что позволяет оптимизировать многие

процессы, сэкономить ресурсы по самым различным статьям расходов, а также увеличить прибыль;

- современные инновационные растворы позволяют реализовывать проекты повышенной сложности (например, с конструкциями и сооружениями нестандартной формы или с нестандартным расположением арматуры);

- сокращение числа швов сокращает расходы на герметизацию;

- повышается качество конечного продукта, что позволяет привлечь потребителей более высокого ценового сегмента. Время застывания бетона — ресурс, расход которого обычно стремятся сократить (особенно в случаях, когда бетонные работы проводятся при низких температурах). Для этого применяются различные технологии, в том числе повышение температуры застывающего бетона, которое можно обеспечить с помощью таких инструментов:

- теплогенераторы ;

- греющие провода — рисунок 1;

- стержневые электроды (только для вертикально расположенной опалубки)

Рис.1. Укладка кабеля для прогрева бетона

От разрушительного воздействия низких температур бетон могут также защитить специальные добавки в растворе, сокращающие время его застывания, но из-за их высокой цены они практически не ис-

пользуются при строительстве жилых комплексов [2]. Альтернативой им являются более дешёвые в закупке высокоактивные добавки, но они значительно осложняют процесс строительства (аналогично ВНВ и БТЦ), так как управление застыванием и кинетическими свойствами раствора в этом случае становится крайне проблематичным. На время проведения бетонных работ (необходимое и затрачиваемое на практике) также оказывают влияние следующие факторы:

- непрерывность и пунктуальность поставок смесей, их составляющих, а также всех необходимых добавок и компонентов;

- наличие или отсутствие бетонного завода;

- расположение завода по производству смесей в непосредственной близости от стройплощадки (или его территориальная удалённость);

- качество используемых растворов и добавок;

- характеристики и свойства растворов и добавок, марка цемента (если он входит в раствор).

Для сокращения времени на проведение бетонных работ можно добавлять в смесь следующие

компоненты:

- Сульфоферриты (в пропорции около 5%). Кроме увеличения скорости реакции, данная добавка ещё и повышает устойчивость конечного продукта к высоким температурам;

- Модифицированные базальтовые микроволокна — рисунок 2. Добавляемые по специальной технологии, они делают готовое сооружение более прочным;

- Гипсовые вяжущие. С ними раствор быстрее схватывается;

- Синтетические смолы. Повышают устойчивость раствора к разрушающему воздействию жидкости;

- Известковый раствор и ПВА.

Рис.2. Модифицированные базальтовые волокна

03

г

м О

-I

м

Э СО

5

О

ц

0

г :

х ? ш «

? г

И

5 о

1 X

и и

° 5

и и

О "=

. н

X О

£ Ю

й га

Л а

> х

* 3

а 1 ■ £

, <и ш ю

§ I

га

т

I

га ^ о

е *

<

и

Тип опалубки также влияет на скорость застывания бетона (и скорость проведения бетонных работ). Сегодня в строительстве используют как старые опалубочные системы, так и новые, разработанные с использованием инновационных технологий. Качество и тип устройства опалубки в итоге влияет на скорость выполнения работ и качество конечного продукта. Целесообразно использовать опалубку с высокой оборачиваемостью — рисунок 3. Имеет значение, заложенный в проект способ устранения опалубки — некоторые типы систем позволяют избавляться от опалубочных конструкций раньше, чем другие, в том числе за счёт специальных страховочных приспособлений [1]. Для сокращения сроков бетонных работ при монолитном строительстве жилых комплексов применяются следующие способы:

- при создании колонн, стен и других вертикальных монолитных сооружений используется электропрогрев с применением электродов стержневого типа (прутьев);

- при создании перекрытий и других горизонтальных монолитных конструкций применяется электропрогрев с помощью проводов;

- при завершении прогрева или в случае, когда необходим дополнительный прогрев (для большей надёжности), используется тепляк.

Рис.3. Опалубка с высокой оборачиваемостью.

Как показывает практика, объем бетона при устройстве монолитной железобетонной плиты (ростверка) составляет 8-12% от общего объема бетона, используемого при возведении всего здания. При возведении подземной части здания (а именно фундаментной плиты) обычно выделяется отдельный поток, при этом захватки и объемы на захватках чаще всего отличаются от принятых для строительства надземной части здания (в том числе и подземные этажи здания). При организации поточного ведения работ предлагается объединить основные монолитныежелезобетонные конструкции подземных и надземных этажей в следующие группы:

1. Устройство вертикальных конструкций.

2. Устройство горизонтальных конструкций.

3. Изготовление лестничных маршей и площадок.

4. Ядро жесткости (лестнично-лифтовой узел).

На качество конечного продукта влияет качество управления реализацией проекта. Руководитель должен следить за тем, чтобы все строительные работы происходили в надлежащем порядке друг за другом. До непосредственного выполнения бетонных работ необходимо провести подготовительные работы — в частности, расположение опалубки на месте будущего сооружения, а также армирование.

Чем меньше времени уходит на фактическое выполнение бетонных работ, тем меньше финансовых средств на это требуется, и тем больше иных ресурсов получается сэкономить и оптимизировать при реализации проекта, вклю чая работу сотрудников и оборудования. Но при этом необходимо тщательно просчитывать все возможные риски, чтобы строительное предприятие не стало заложником нереалистичных планов, потому что теория на практике может не совпадать с действительностью [6]. Для правильного распределения ресурсов целесообразно разделить весь фронт работ на одинаковые участки, на которых требуются одни и те же операции — и, пробуя определённые методы оптимизации на одном квадрате, делать проектные выводы, пересчитывая возможные проблемные фрагменты. Выполняемые работы тоже целесообразно делить на части — на ресурсно одинаковые процессы. Если какие-то работы на объекте нужно производить одновременно, то необходимо правильно их синхронизировать, учитывая риски, при которых одни и те же ресурсные единицы могут потребоваться в одно и то же время на разных участках строительства. В некоторых случаях требуется не сократить, а наоборот увеличить количество работников или единиц оборудования. В идеале строительство должно вестись непрерывно, и нужно избегать ситуаций, при которых один участок ждёт окончания работ на другом участке. Нужно также учитывать территориальное расположение зон строительства относительно друг друга, чтобы избегать ситуаций, когда работы на одном участке затрудняют доступ рабочих к другому участку строительства. При надлежащем планировании можно будет добиться полного отсутствия простоев рабочих и оборудования, что позволит максимально оптимизировать расход ресурсов.

Таким образом, можно прийти к следующим выводам:

- Способы сокращения сроков бетонных работ уже разработаны и изучены на практике.

- Предложенные разработки могут помочь минимизировать риск простоев рабочих и оборудования.

- Предложенные разработки могут помочь уменьшить время проведения бетонных работ и снизить их сложность, а также максимально оптимизировать поток ресурсов, направляемый на их выполнение.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Зиневич, Л.В. Скоростное монолитное домостроение: условия достижения высоких темпов строительства и качества бетона получаемых конструкций

[Текст] / Л.В. Зиневич, А.В. Галумян // Бетон и железо-бетон. — 2009, №5, с. 23-26.

2. Крылов, Б.А. Монолитное строительство, его состояние и перспективы совершенствования [Текст] /Б.А. Крылов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2012, с. 35-38.

3. Соколов, Г.К. Технология и организация строительства [Текст] / Г.К. Соколов. — М. : Издательский центр «Академия». -2006.- 528с

4. Теличенко, В.И. Лапидус А.А. Технология строительных процессов [Текст] / В.И. Теличенко, О.М. Терен-тьев, А.А. Лапидус. — М. : Высш. шк.; 2007. -512с.

Z м

О

-I

м

D CD

s s i_

о ц

0

1 :

х s Ü i i о

1 X

и и

ю X ° 5

и и

о "=

. н X о

S ю

й га

X а > х * 3

а 1 ■ £

, (U СО VO

§ i

га m s i га

^ о е s

<

s

и

5. Ларионов А.Н. К вопросу о совершенствовании организационно-экономических решений в жилищном строительстве // Научно-технический журнал «Строительное производство». 2020. № 1. С. 7-11.

6. Ларионов А.Н. Современные методы и формы организации жилищного строительства в Москве // Международный научно-технический журнал «Недвижимость: экономика, управление». 2019. № 4. С. 50-53.

7. Акимова, В.П. Монолитное строительство — достоинства и проблемы [Текст] / В.П. Акимова // Европейский союз ученых. -2015, с. 29-31.

8. Афанастева, В.Ф. Современные требования к качеству цементов для российского строительства / Афанастева В.Ф., Устюгов В.А., Коровяков В.Ф. //ЖБИ и конструкции. - 2010. - №1. - С.22-26

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Ф.М.Исмаилов, М.Ф.Кужин. Особенности технологии и организации бетонных работ при скоростном строительстве. — Системные технологии. — 2020. — № 35. — С. 18—24 .

FEATURES OF TECHNOLOGY AND ORGANIZATION OF CONCRETE WORK IN HIGH-SPEED CONSTRUCTION

F.M. Ismailov, M.F. Kuzhin

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education National Research Moscow State University of Civil Engineering, Moscow

Abstract.

The modern development of the construction industry has allowed us to develop technologies of increased efficiency that can create concrete solutions with improved characteristics. The article describes the technology and organization of concrete work in high-speed construction. the components that are added to the concrete mix to reduce the time for concrete work are Considered. The factors influencing concrete works are described and ways to reduce the time of concrete works are Suggested.

Key words:

technology, concrete works, high-speed construction, solution components, reduction of construction time, construction processes, organization..

Date of receipt in edition: 15.05.20 Date of acceptance for printing: 16.05.20