Что применяют для временного закрепления стальных колонн производственного здания на фундаменте

Обновлено: 17.05.2024

Возведение одноэтажных промышленных зданий выполняется, как правило, двумя технологическими потками. Первый – это монтаж конструкций несущего каркаса: колонны, подкрановые балки, несущие конструкции покрытия (фермы, балки), плиты покрытия. Второй – монтаж стенового ограждения.

В зависимости от последовательности монтажа отдельных конструкций несущего каркаса различают следующие методы монтажа:

раздельный (дифференцированный) метод монтажа, который предусматривает последовательную установку, временное и окончательное закрепление всех конструктивных однотипных элементов в пределах захватки и только после этого монтаж конструкций другого типа. Например, сначала монтируют колонны на всей захватке, подкрановые балки, затем – балки (фермы), после этого – элементы покрытия;
комплексный метод монтажа предусматривает установку и окончательное закрепление всех конструктивных элементов одной ячейки здания, образующих жесткую устойчивую систему – «ядро жесткости». То есть вначале устанавливают четыре колонны, затем две подкрановые балки, после этого – две фермы (балки) и в последнюю очередь – плиты покрытия (перекрытия). Эффективное применение этого метода монтажа возможно при использовании быстротвердеющих цементов (глиноземистого, магнезиального) для бетонной смеси, используемой для стыка соединения колонны с фундаментом стаканного типа. Стоимость быстротвердеющих цементов почти в четыре раза выше стоимости портладцемента. Однако учитывая, что требуемый набор прочности бетонной смеси на быстротвердеющих цементах не превышает 4–6 часов, а на замоноличивание стыков расход цемента небольшой, применение глиноземистого и магнезиального цементов можно считать экономически оправданным.
комбинированный (смешанный) метод монтажа представляет собой сочетание раздельного и комплексного методов. Отдельным монтажным потоком устанавливают все колонны на захватке, а затем с учетом обеспечения безопасных условий труда осуществляется монтаж всех остальных конструкций комплексным методом. Этот метод монтажа наиболее эффективен, так как при минимальном количестве монтажных стоянок крана обеспечивает ритмичную работу полного монтажного потока. При данном методе возведение несущего каркаса промышленного здания начинают с монтажа всех колонн на захватке.

Монтаж колонн включает приемку фундаментов (проверку их размеров, положение закладных деталей) с геодезической проверкой положения их осей и высотных отметок дна стакана.

По четырем граням подколонника сверху его краской наносят осевые риски. На колоннах осевые риски наносятся на заводе изготовители. На колонны высотой более 12 м закрепляют хомуты или струбцины для их временного крепления. Колонны предварительно раскладывают у мест монтажа. При использовании самоходных стреловых кранов колонны располагают опорной частью ближе к фундаменту, оголовок направляют в пролет по ходу монтажа. Места строповки колонн должны быть доступны для ведения работ.

Строповку колонн выполняют с помощью универсальных и траверсных стропов, строп-захватов, захватов или полуавтоматических захватов. Строповку колонн универсальными стропами или стропзахватами производят в обхват. Траверсные стропы и захваты крепят с помощью круглого стержня (пальца), пропущенного через отверстие, оставленное в колонне при ее изготовлении. Недостаток строповки с помощью универсальных стропов (обычных захватов) состоит в том, что при расстроповке монтажник должен подниматься на устанавливаемую колонну. Чтобы избежать этого, применяют захваты, позволяющие выполнять расстроповку с земли (рис. 5).

Рис. 5. Захват для монтажа железобетонных колонн: 1 – универсальная траверса; 2 – натяжная цепь; 3 – несущий канат; 4 – направляющий штырь; 5 – несущий палец; 6 – расстроповочный канат

Траверсы и захваты подвешивают к крюку крана за проушины или кольца (иногда при помощи стальных канатов).

Установку колонн в проектное положение осуществляет звено монтажников в составе шести человек: 5-го разряда – 1 человек; 4-го разряда – 1 человек; 3-го разряда – 2 человека; 2-го разряда – 1 человек; машинист крана 6-го разряда – 1 человек.

До начала монтажа колонн проводят работы по выведению отметок дна стакана фундаментов под проектную отметку. Решается это задача за счет слоя мелкозернистой бетонной смеси, уложенной на дно стакана фундамента. Для облегчения установки опорной части колонны в проектное положение в стакане фундамента в свежеуложенном слое мелкозернистой бетонной смеси рекомендуется выполнить углубление («слепок»), соответствующее геометрическим размерам поперечного сечения опорной части колонны. Для устройства «слепка» используются, как правило, шаблоны, выполненные из легких сплавов металлов.

Способ монтажа колонн выбирают в зависимости от их высоты и массы. Колонны легкого типа высотой до 10 метров, как правило, монтируют «на весу» (рис. 6) или «поворотом». Способ монтажа колонн способом «на весу» более предпочтителен, так как он не связан с дополнительными подготовительными операциями при складировании колонн и гарантирует сохранность тела фундамента.

Рис. 6. Технологическая схема монтажа колонн способом «на весу»: 1 – стоянки гусеничного крана; 2 – смонтированные колонны; 3 – кондуктор; 4 – гусеничный кран; 5 – колонны, подготовленные к монтажу

Тяжелые высокие колонны поднимают и переводят в проектное положение способом «скольжения» (рис. 7).

Рис. 7. Технологическая схема монтажа колонн способом «скольжения»: 1 – стоянка гусеничного крана; 2 – кондуктор; 3 – колонны, подготовленные к монтажу; 4 – тележка; 5 – подкладки

Поднятые краном колонны опускают в стакан фундамента, совмещая осевые риски в нижней части колонн с осевыми рисками на фундаменте. Затем проверяют вертикальность колонн с помощью двух теодолитов. Для лучшего ориентирования при установке колонн стреловыми кранами используют жесткие манипуляторы, устанавливаемые у шарнира пяты стрелы. Фиксация проектного положения, выверка и временное закрепление колонн в стаканах фундаментов осуществляется расклиниванием.

Для расклинивания рекомендуется применять клинья, изготовленные из бетона или металла. Такие клинья можно оставлять после завершения замоноличивания стыка колонн с фундаментом. Клинья, выполненные из древесины, необходимо демонтировать после набора бетоном в стыке требуемой прочности.

Для колонн поперечным сечением до 400 × 400 мм устанавливается по одному клину с каждой стороны колонны, при большем сечении – по два клина с каждой стороны.

При монтаже легких и средней массивности колонн целесообразно использовать одиночные или групповые кондукторы, что позволяет существенно снизить монтажный цикл и повысить точность установки элементов.

Колонны высотой 12–18 м закрепляют дополнительно к кондукторам, расчалками, связями-распорками. Верхние концы расчалок крепят к хомуту, установленному на колонне выше центра ее тяжести. Средства временного крепления колонн, рассчитывают с коэффициентом запаса не менее 3. Демонтируют их после окончательного закрепления колонн и достижения бетоном стыка прочности не менее 70 % проектного значения.

Монтаж подкрановых балок на захватке начинают после того, как прочность бетона в стыках колонн с фундаментом достигнет не менее 75 % от проектного значения.

Монтажу подкрановых балок предшествуют следующие подготовительные работы.

С помощью нивелира выполняется проверка отметок опорных площадок (консолей колонн). Для обеспечения проектного монтажного горизонта подкрановых балок выполняется приварка металлических пластин к закладным деталям консолей колонн. На каждой подкрановой балке, вблизи от опоры конструкции, закрепляют пеньковые канаты (оттяжки).

Установку подкрановых балок в проектное положение осуществляет звено монтажников в составе: 5-го разряда – 1 человек; 4-го разряда – 1 человек; 3-го разряда – 2 человека; 2-го разряда – 1 человек; машинист крана 6-го разряда – 1 человек.

Раскладку балок перед подъемом при монтаже стреловыми кранами осуществляют параллельно оси колонн. Балку при подъеме удерживают от раскачивания оттяжками из пенькового каната и разворачивают в нужном направлении. Монтаж железобетонных подкрановых балок выполняется методом поворота стрелы крана или изменением вылета стрелы (рис. 8).

Балки устанавливают по осевым рискам, нанесенным на консоли колонн. Выполняют временное закрепление торцов подкрановых балок на консолях колонн. После временного закрепления подкрановых балок в пределах одного пролета или температурного блока осуществляют геодезическую проверку в плане и по высоте. Затем выполняют сварку закладных деталей подкрановых балок и консолей колонн.

Рис. 8. Технологические схемы монтажа подкрановых балок: а – поворотом стрелы крана; б – изменением вылета стрелы; 1 – стоянки гусеничного крана; 2 – смонтированные подкрановые балки; 3 – монтируемая подкрановая балка; 4 – подкрановые балки, подготовленные к монтажу; 5 – приставная лестница-площадка; К-1 – смонтированная колонна; L = 5 м, L = 6,5 м – вылеты стрелы крана

После окончательной выверки подкрановых балок составляют исполнительную схему, на которой отмечают геодезическое положение монтируемых элементов. Эти данные необходимы при установке рельсового пути.

Монтаж несущих конструкций покрытия может выполняться с предварительной раскладкой конструкций у мест монтажа или непосредственно с транспортных средств – то есть с «колес».

Раскладку ферм и балок производят вдоль пролета таким образом, чтобы кран с монтажной стоянки мог устанавливать их в проектное положение без изменения вылета стрелы (см. рис. 8). Для обеспечения устойчивости монтируемых элементов их складируют в специальных кассетах.

До начала монтажа балок и ферм покрытия на захватке должны быть полностью завершены работы по установке колонн. Бетон в стыках колонн с фундаментом должен набрать прочность не менее 75 % от проектного значения.

Работы по установке несущих конструкций покрытия в проектное положение осуществляет звено монтажников в составе:

6-го разряда – 1 человек;
5-го разряда – 1 человек;
4-го разряда – 1 человек;
3-го разряда – 1 человек;
2-го разряда – 1 человек;
машинист крана 6-го разряда – 1 человек.

Монтажу несущих конструкций покрытия предшествуют следующие подготовительные работы.

Для выверки и временного закрепления ферм (балок) на колоннах устанавливают необходимые средства подмащивания, обеспечивающие безопасные условия труда монтажников. С помощью нивелира выполняется проверка отметок опорных площадок (оголовка колонн). Для обеспечения проектного монтажного горизонта несущих конструкций покрытия выполняется приварка металлических пластин к закладным деталям оголовка колонн. На каждой балке (ферме) покрытия, у опоры конструкции, закрепляют пеньковые канаты (оттяжки). Для временного закрепления ферм (балок) в проектном положении до монтажа на них закрепляют стальные канаты (расчалки) и связи-распорки. Для балок пролетом до 18 м применяют две связи-распорки, для ферм пролетом 24 и 30 м – три связираспорки. При шаге несущих конструкций покрытия 6 м связь-распорка выполняется из труб, при шаге 12 м – в виде решетчатого прогона из легких сплавов. Распорки прикрепляют к верхнему поясу конструкции на земле, до ее подъема. К свободному концу распорки прикрепляют пеньковый канат, при помощи которого ее поднимают для присоединения к струбцине, установленной на вновь монтируемой ферме (балке). Снимают распорки только после окончательного закрепления ферм (балок) и укладки плит покрытия.

Рис. 9. Технологическая схема монтажа конструкций покрытия и плит покрытия: 1 – смонтированные плиты покрытия; 2 – складированные плиты покрытия; 3 – смонтированные колонны; 4 – временное ограждение; 5 – связи-распорки; 6 – складированные фермы; 7 – смонтированные фермы; 8 – стоянки гусеничного крана; 9 – гусеничный кран; 10 – приставная лестница-площадка

После подъема, установки и выверки первую ферму (балку) раскрепляют расчалками (стальными канатами). Затем устанавливают вторую конструкцию покрытия и раскрепляют ее с помощью связейраспорок с первой (рис. 9). После установки связей-распорок и закрепления второй фермы в проектное положение расчалки, установленные на первой ферме (балки), демонтируются. Затем производят монтаж плит покрытия на ячейке.

Выверка, выведение балок (ферм) на опоре в проектное положение и временное их закрепление осуществляются с использованием специального кондуктора (рис. 10).

Рис. 10. Кондуктор для выверки и временного закрепления на опоре ферм (балок) покрытия в проектное положение: 1 – ферма (балка); 2 – связь; 3 – регулировочные винты; 4 – обойма кондуктора; 5 – зажимной винт

При монтаже ферм (балок) на отметках более 14 м рекомендуется использовать передвижные и самоходные телескопические и шарнирные вышки и подъемники, которые обеспечивают удобные и безопасные условия работы монтажников на высоте.

Монтаж плит покрытия для обеспечения жесткости покрытия ячейки ведется сразу после работ по установке и постоянному закреплению на опорах несущих конструкций покрытия ячейки. Для первой ячейки – это две фермы (балки), для последующих ячеек – после установки одной несущей конструкции.

Плиты покрытия рекомендуется устанавливать по двум схемам:

продольной, когда плиты монтируют краном, перемещающимся вдоль пролета;
поперечной, когда кран движется поперек пролета.

На практике, как правило, применяют продольную схему монтажа с использованием самоходных кранов оборудованных гуськом.

Плиты покрытия перед монтажом укладываются в штабеля высотой до 2,5 м или монтируют непосредственно «с колес».

Для строповки плит покрытия (перекрытия) размерами в плане до 6 × 1,5 м применяют четырехветвевые стропы. Строповка плит покрытия (перекрытия) размерами в плане более 6 × 1,5 м выполняется с помощью траверс.

Для безопасной работы на высоте перед подъемом плиты снабжают временным инвентарным ограждением. Перед подъемом их крепят к плитам за монтажные петли клиньями (рис. 11, а) или с помощью специальных болтов (рис. 11, б). Это ограждение остается на весь период работы по устройству крыши.

Рис. 11. Временное ограждение по плитам покрытия (перекрытия): а – с закреплением к плитам клиньями; б – с закреплением к плитам болтами; 1 – перила; 2 – стойка; 3 – клин; 4 – железобетонная плита; 5 – тросовое ограждение; 6 – болтовой элемент крепления

Работы по укладке плит покрытия в проектное положение осуществляет звено монтажников в составе: 4-го разряда – 1 человек; 3-го разряда – 2 человека; 2-го разряда – 1 человек; машинист крана 6-го разряда – 1 человек.

При монтаже первой плиты покрытия монтажники находятся на автовышках или подъемниках. Вторую и последующие плиты покрытия монтируют с уже смонтированных плит. Для обеспечения постоянного зазора между плитами, необходимого для устройства шва, при монтаже применяют ломики-шаблоны.

При бесфонарной конструкции кровли плиты покрытия рекомендуется укладывать от одного конца фермы (балки) к другому, начиная со стороны ранее смонтированного пролета, при наличии фонарей – от концов ферм (балок) к середине пролета. Закладные детали каждой плиты в трех углах опирания необходимо приварить к закладным деталям верхнего пояса фермы (балки). Технологическая схема монтажа плит покрытия дана на рис. 9.

Монтаж стенового ограждения выполняются отдельным потоком после окончания монтажа несущего каркаса здания или захватки. Работы по установке панелей стен в проектное положение осуществляет звено монтажников в составе: 5-го разряда – 1 человек; 4-го разряда – 1 человек; 3-го разряда – 1 человек; 2-го разряда – 1 человек; машинист крана 6-го разряда – 1 человек.

Стеновые железобетонные панели располагают на монтажной площадке по контуру сооружения в вертикальном положении в кассетах (рис. 12). Перед строповкой должны быть проверены строповочные детали и очищены от наплывов бетона закладные части.

Стропят панели в двух точках за заделанные в них петли или строповочные отверстия с применением траверсы или двухветвевым стропом в зависимости от требований ППР. Панели устанавливают на раствор по маякам или уложенный герметик. После выверки положения панели до расстроповки ее следует закрепить в соответствии с требованиями проекта производства работ.

Панели обычно устанавливают горизонтальными рядами в пределах одного монтажного пролета. При установке необходимо следить за правильностью положения панелей по вертикали и горизонтали. Подъем и установку производят монтажным краном, передвигающимся снаружи вдоль здания. Узлы закрепления панелей к колоннам находятся внутри здания, и монтажники должны иметь возможность в безопасных условиях после выверки панели закрепить ее. Крепление осуществляют обычно на сварке. Закрепляют сначала верхние узлы, а затем, если они есть, нижние. Окончательную заделку горизонтальных и вертикальных швов выполняют после окончания монтажа всех панелей по высоте. Монтаж стенового ограждения ведут в основном самоходными стреловыми кранами.

Наиболее сложный вопрос в организации работ по монтажу стен промышленных зданий – это выбор средств подмащивания (подмостей) для обеспечения рабочего места монтажников на высоте. От подмостей требуется большая мобильность, так как на монтаж одной стеновой панели затрачивается немного времени. Учитывая, что во время производства работ монтажники должны находиться внутри здания, целесообразно использовать передвижные подмости типа ПВС переменной высоты или автогидроподъемники типа АГП с высотой подъема 12, 18 и 24 м.

Схема организации производства работ при монтаже стеновых панелей приведена на рис. 12.

Рис. 12. Технологическая схема монтажа стеновых панелей: 1 – смонтированная стеновая панель; 2 – монтируемая стеновая панель; 3 – автовышка; 4 – колонна; 5 – стеновые панели, складированные в кассетах; 6 – стоянки самоходного крана

Герметизацию и заделку стыков в стеновых панелях выполняют с люлек, подвешиваемых с внутренней стороны здания на специальных консолях, фиксируемых к покрытию здания.

Временное закрепление элементов

Для монтажа конструкций и деталей зданий применяют следующие виды оборудования:

■ такелажные приспособления, предназначенные для строповки конструкций - стропы, траверсы, захваты, карабины;

■ оборудование для перемещения конструкций - лебедки, блоки и полиспасты, домкраты, тали, монтажные мачты, шевры;

■ оборудование для закрепления и заделки монтажных стыков -сварочные аппараты, трансформаторы, компрессоры, аппараты для нанесения противокоррозионных покрытий, герметизации стыков и т.п.;

■ монтажные приспособления для временного закрепления и выверки конструкций - кондукторы, распорки, подкосы, струбцины;

■ оборудование для изменения рабочего места монтажников - лестницы и стремянки, подмости, люльки, подвесные площадки.

Подготовка мест установки сборных элементов

Перед монтажом фундаментов проверяют готовность основания, а именно, контролируют отметку основания, его горизонтальность, при необходимости осуществляют планировку основания. Подготовка фундаментов перед монтажом колонн и фундаментных балок состоит в проверке правильности размеров конструкций и установки анкерных болтов в фундаментах под стальные колонны. Правильность положения осей фундаментов, уровня стаканов в железобетонных башмаках, горизонтальных отметок и уровней проверяют геодезическими инструментами.

При установке колонн одноэтажных промышленных зданий особо контролируют горизонтальный уровень консолей колонн, на которые будут укладывать подкрановые балки. Этого достигают за счет подливки бетонной смеси в стакан фундамента или укладки в него армо-цементных подкладок толщиной 1 и 2 см.

Подготовка мест установки сборных конструкций заключается в очистке основания, разметке места установки, для большинства железобетонных элементов в устройстве растворной постели. Наилучшее качество шва получается при точной установке конструкции, когда она сразу займет проектное положение. Если по условиям выверки устанавливаемый элемент необходимо снимать с постели, то раствор убирают и заменяют новым, который хорошо разравнивают, выполняют одинаковой толщины, распределяя по всей площади основания.

Подготовка элементов к подъему заключается в определении пригодности изделия по внешнему виду, ее очистке, проверке размеров и нанесении разметочных рисок. При внешнем осмотре проверяют наличие сколов бетона и трещин, исправность монтажных петель, нет ли наплыва бетона на закладных металлических деталях, в штрабах, в гнездах для монтажных петель. Детали с трещинами и другими дефектами, превышающие допуски, отбраковывают. Риски наносят на бетонные поверхности мягким черным карандашом, на металлических закладных деталях - зубилом и молотком.

Строповка конструкций

Грузозахватные приспособления предназначены для захвата и надежного удерживания различных строительных грузов и изделий при перемещении кранами, обеспечения их сохранности при транспортировании, простой расстроповки при опускании на рабочее место.

В зависимости от назначения и конструктивного исполнения грузозахватные приспособления разделяют на следующие группы: канатные стропы, строповые устройства с дистанционным управлением, траверсы, захваты.

Для строповки сборных элементов используют универсальные и специальные канатные стропы с крюками, а также пальцевые, рамочные, вилочные, фрикционные захваты и петли-подхваты. Наибольшее применение нашли универсальные канатные стропы, оснащенные палочными крюками для подъема сборных элементов за монтажные петли. По числу ветвей стропы подразделяют на одно-, двух-, трех-, и четырехветвевые и кольцевые. Строп - съемное приспособление, выполненное в виде обрезка стального каната с соединительными элементами - кольца, крюки, коуши, карабины, канатная петля.

Наряду с унифицированными стропами общего назначения используют специальные стропы, рассчитанные на определенную номенклатуру изделий и схемы строповки. Для подъема плит перекрытий, имеющих шесть точек подвеса, применяют балансирные стропы с блоками, обеспечивающими равномерное натяжение ветвей стропов (рис. 8.10). Для монтажа крупнопанельных зданий разработан четырехветвевой балансирный строп.

а - четырехветвевым стропом; б - то же, трехтраверсным; в - то же, трехблочным

Для упрощения расстроповки разработан вариант конструкции крюков стропов, позволяющий производить расстроповку сборных элементов с перекрытия, не поднимаясь к строповочному узлу. С этой целью на крюках укреплены карабины, имеющие проушину. Для растроповки тянут карабин тягой с крюком на конце за проушину. При этом карабин поворачивается, раскрывая сначала зев крюка, а затем, разворачивая крюк, снимает его с подъемной петли (рис. 8.11). Применяют полуавтоматические стропы с выдергиванием чеки с земли.

Рис. 8.11. Грузозахватное устройство с дистанционной отцепкой крюков:

а - начало отцепки; б - окончание; 1 - тяга; 2 - крюк; 3 - коромысло; 4 - палец; 5 -ветвь стропа

Траверсы состоят из металлической балки или фермы с устройствами для захвата монтируемых элементов, число которых зависит от количества точек захвата элементов - для колонн обычно одна или две точки, для ферм и балок - две или четыре (рис.8.12 и 8.13), для плит -четыре или шесть. В качестве захватных устройств используют облегченные стропы с крюками или карабинами на концах, а также захваты из двух металлических щек, которые, охватывая монтируемые элементы, удерживают их с помощью продетого в них штыря - клещевые и другие захваты.

Рис. 8.12. Строповка железобетонных ферм:

I - ферма: 2 траверса; 3 - полуавтоматический механический захват; 4 - палец, 5 - верхний пояс фермы

Р и с. 8.13. Строповка металлической фермы:

1 — ферма; 2 — траверса

Изделия без петель стропуют с помощью захватов. Для подъема многоветвевым стропом панелей перекрытий, имеющих отверстия вместо монтажных петель, применяют петлевой захват. Для строповки колонн применимы захват с полуавтоматическим замком, с выдвигаемым штырем (рис. 8.14).

Рис. 8.14. Захваты для монтажа колонн:

а - фрикционный; б - траверса со штыревым креплением; / - колонна; 2 - монтажный строп; 3 - полуавтоматический замок; 4 — канат для расстроповки; 5 — выдвигаемый штырь; б - траверса; 7 - чека

Разновидностью захватов являются рамочные подхваты и фрикционные рамочные захваты для подъема колонн, вилочный подхват для монтажа лестничных маршей, специальные захваты и траверсы для подъема и установки отдельных специфичных элементов - блоков мусоропроводов, шахт лифтов, санитарно-технических кабин и т. д. Все они должны обеспечивать, по возможности, автоматическую строповку и расстроповку поднимаемых элементов.

Для предотвращения самопроизвольного разворота длинномерных и громоздких конструкций во время подъема и перемещения к ним привязывают оттяжки из пенькового или стального каната.

Временное закрепление элементов

Подъем сборного элемента рекомендуется производить в том же положении, в каком монтируемый элемент будет работать в возводимой конструкции. Поднимать монтируемые конструкции необходимо плавно, без рывков, раскачивания и вращения. Подъем изделий осуществляют способами, исключающими возникновение опасных напряжений в процессе их подъема и установки, а также гарантирующими безопасные условия ведения работ. При необходимости производят временное усиление поднимаемых элементов. Тяжелые элементы и конструкции поднимают в два приема: сначала на высоту 0,2. 0,3 м с задержкой на весу для дополнительной проверки надежности строповки и правильного положения, затем продолжают поднимать на проектную отметку.

Р и с. 8.15. Приспособления для временного закрепления и выверки конструкций:

а — расчалка, б - подкос; в - кондуктор для установки колонны в стакан фундамента; г - кондуктор для установки колонн на оголовки ранее смонтированных колонн; 1 — фундамент; 2 колонна: 3 - расчалка; 4 - винтовая стяжка, 5 - клиновой вкладыш; б - крюк с надвижной муфтой; 7 телескопическая штанга; 8 - струбцина; 9 - панель; 10 - стяжные болты; 11 - рама; 12 - распорный домкрат; 13 - запорный шкворень; 14 — поворотная балка; 15 - винты для выверки колонны; 16 - оголовок колонны; 17 - винты для закрепления кондуктора на оголовке колонны

Рис. 8.16. Временное крепление колонн в стаканах фундаментов:

а - клиньями, б - кондуктором; в - клиновыми вкладышами; 1 - клинья стальные или деревянные; 2 - домкраты; 3 - кондуктор; 4 - клиновой вкладыш

В строительстве для временного закрепления монтируемых элементов применяют различные монтажные приспособления и устройства.

Они могут быть индивидуальными и групповыми (рис. 8.15). К индивидуальным средствам относятся клинья, расчалки, подкосы, распорки, кондукторы, фиксаторы и т.п. Групповые средства предусматривают закрепление нескольких статически неустойчивых монтажных элементов.

Для металлических конструкций временное закрепление осуществляют монтажными болтами.

Рис.8.17. Клиновой вкладыш (а) и приставка (б):

1 - корпус; 2 - бобышка; 3 - гайка; 4 - винт; 5 - колонна; б - ключ; 7 - ручка; 8 - шарнир; 9 - клин; 10 - фундамент

Для железобетонных конструкций:

■ колонны, устанавливаемые в стаканы фундаментов, крепятся деревянными, бетонными, железобетонными и металлическими клинья-ми, по одному — два клина с каждой стороны в зависимости от сечения и высоты колонны; растяжками и металлическими кондукторами, оснащенными регулировочными винтами (рис. 8.16). Выверку осуществляют путем погружения клиньев в полость между боковой гранью колонны и стакана фундамента с последующим инструментальным контролем. После замоно-личивания стыков и набора бетоном определенной прочности деревянные и металлические клинья извлекают, что требует больших затрат ручного труда. Широкое распространение получили инвентарные клиновые вкладыши с винтовыми домкратами (рис. 8.17);

Рис. 8.18. Коцдуктор для временного закрепления балок и ферм:

1 - колонна; 2 - рама кондуктора; 3 - балка или ферма; 4 - зажимные ВИНТЫ

■ балки при отношении высоты к ширине до 4:1 временного крепления не требуют. При большем соотношении высоты к ширине используют винтовые стяжки фермы - первую, а иногда вторую крепят расчалками, последующие устанавливают и соединяют с ранее установленными и закрепленными на колоннах с помощью инвентарных винтовых стяжек. Временное крепление на колоннах осуществляют с помощью специальных кондукторов (рис. 8.18); стеновые панели (в основном жилых зданий) крепят инвентарными винтовыми стяжками и струбцинами (рис. 8.19).

Р и с. 8.19. Временное крепление наружных и внутренних стеновых панелей:

а - бесструбцинным подкосом с винтовым зажимом; б. в — укороченным подкосом; 1 - панель наружной стены; 2 — монтажная петля панели; 3 — верхняя захватная головка; 4 — гайка с барашком; 5 - труба подкоса; 6 - натяжная муфта; 7 - клиновой захват; 8 - плата перекрытия; 9 -верхний захват с натяжным устройством; 10 — нижний захватывающий крюк с натяжной муфтой; 11 — внутренняя стеновая панель; 12 - универсальный захват

Выверка элементов

Выверка обеспечивает точное соответствие монтируемых конструкций проектному положению. В зависимости от вида монтируемых конструкций, их оснастки, стыков и условий обеспечения устойчивости, выверку производят визуально или инструментально в процессе установки, когда конструкция удерживается монтажным механизмом или после установки при ее закреплении.

Визуальную выверку производят при достаточной точности опорных поверхностей и стыков конструкций. При этом могут использо-I ваться стальные рулетки, калибры, шаблоны и т. п.

Инструментальную выверку выполняют при сложности обеспечения точности установки монтажных элементов и конструкций проверкой только опорных поверхностей, торцовых оснований или стыков смонтированных конструкций. Ее производят при установке специальных монтажных приспособлений (кондукторов, рамно-шарнирных индикаторов и т. п.). Инструментальная выверка является наиболее распространенным видом проверки положения смонтированных конструкций в плане, высотном и вертикальном положениях. В процессе такой выверки применяют теодолиты, нивелиры, лазерные приборы и уст-| ройства.

Безвыверочная установка получила наибольшее распространение при монтаже сборных металлических конструкций (в отдельных случаях и железобетонных конструкций). Основным ее условием является применение конструкций с повышенным классом точности геометрических размеров в монтажных стыках. Это позволяет при монтаже устанавливать, например, стальные колонны, опоры и другие элементы каркаса с фрезерованными опорными торцами в проектное положение, исключая выверку по высоте и вертикали.

Автоматическая выверка предусматривает установку конструкций с параллельной выверкой при помощи автоматических устройств.

При выверке элементов:

■ вертикальность установки элементов проверяют по отвесу или при помощи теодолита;

■ горизонтальность установки проверяют уровнем или нивелиром;

■ перед установкой колонн в стаканы фундаментов контролируют их фактические размеры, по этим размерам подготавливают фундаменты — осуществляют углубление гнезда стакана фундамента или проводят подливку бетонной смеси в стакан, чаще укладывают армоцементные прокладки толщиной 1 и 2 см.

В период выверки конструкция должна быть устойчивой под действием собственной массы, монтажных и ветровых нагрузок благодаря правильной последовательности монтажа, соблюдению проектных размеров опорных площадок и сопряжений, своевременной установке предусмотренных в проекте постоянных или временных связей или креплений, а также обеспечению мероприятий по безопасному ведению строительных процессов.

Возможные предельные отклонения от проектного положения элементов и конструкций при монтаже должны быть установлены в проекте производства работ в зависимости от конструктивных решений, применяемых приспособлений и оснастки, порядка сварки и других условий в пределах, предусмотренных СНиПом. Результаты проверки оформляют актами промежуточной приемки смонтированных ответственных конструкций и актами освидетельствования скрытых работ с приложением исполнительной схемы геодезического контроля.

Технология крепления колонны к фундаменту

При строительстве зданий и сооружений, в качестве несущих элементов используют железобетонные или металлические колонны.

Они представляют собой своеобразный каркас, на который опираются фермы свода, перекрытия, продольные и поперечные балки.

От правильности возведения каркасной основы зависит прочностные характеристики всего здания.

Даже минимальные отклонения от проектных расчетов не допустимы. Избежать их помогает фундаментная основа под колонну, обеспечивающая строго вертикальное расположение и удержание веса всей конструкции. Виды крепления могут различаться в зависимости от материала колонны, ее размера, а также способа восприятия нагрузки.

Технология монтажа основания

Перед началом монтажных работ, еще на этапе проектирования, решают вопрос о выборе основания под колонны. Правильно подобранные фундаментные блоки обеспечивают надежность конструкции и равномерное распределение нагрузки по поверхности грунта.

В зависимости от типа несущих колонн применяют монолитные или сборные фундаментные блоки. Несмотря на различие в технологии монтажа, они позволяют надежно зафиксировать нижние концы несущих колонн в нужном положении:

Монолитные блоки представляют собой цельную конструкцию с углублением в центре под колонну.
Сборный вариант блоков состоит из опорной плиты и подколонника.

Работы по установке фундаментных блоков проходят в несколько этапов:

Подготовка участка. После расчистки территории от мусора роют котлован (отдельно для каждого блока или общий, ограниченный границей будущего здания).
Создание уплотняющей песчано-гравийной подушки. Необходимость в ней существует только в случае, если грунт имеет низкую плотность, и возможна его усадка.

Начиная монтировать колонны, фиксируют геодезическую разметку, после чего выносят оси здания на верхние грани фундамента и колонн. Технология крепления железобетонных и металлических колонн к фундаменту несколько различается.

Как крепить железобетонные опоры?

Железобетонные колонны устанавливают в специальные углубления в фундаментных блоках, после чего производится заливка образовавшихся зазоров бетоном или подливочной строительной смесью.

Этапы работ таковы:

Железобетонную конструкцию крепят к крюку монтажного крана таким образом, чтобы при подъеме стрелы она встала вертикально. Используют специальные штыревые или фрикционные захваты.
После того как колонна доставлена к месту установки и опущена в стакан фундамента, риски на колонне и фундаменте сопоставляются. При помощи нивелира выверяют правильное положение конструкции, затем производят временное закрепление.
Таким же образом устанавливают остальные колонны.
Еще раз производят тщательную выверку положения колонн. Корректировку вертикали производят с использованием специальных клиновых вкладышей.
Замоноличивают конструкцию, следя, чтобы бетон заполнил все пространство между стаканом фундамента и колонной. Для этого при помощи глубинного вибратора производят проталкивание бетона с каждой стороны.
Ожидают застывания бетона на 70%, после чего производят срезание клиньев.

После полного затвердевания цементной смеси подают нагрузку на конструкцию. Важно тщательно соблюдать технологию монтажа. Малейшие ошибки недопустимы. Они могут обернуться тяжелыми последствиями, вплоть до снижения прочностных характеристик сооружения и сокращения его срока службы.

Как крепить металлические опоры?

Установку металлических колонн производят на монолитные или сборные фундаменты на поверхности которых нанесены метки осей колонн. На фундаменты заранее устанавливают анкерные болты так, чтобы место их расположение совпало с отверстиями в основаниях металлических колонн для последующего их крепления.

Резьбу болтов смазывают и проверяют путем навертывания гаек. После окончания монтажа конструкцию заливают бетонным раствором, придавая ей дополнительную прочность. Возможен и другой способ соединения: при помощи сварки арматуры подколонника.

Вертикальное положение осей колонн гарантирует надежность соединения. Крепление металлических колонн к фундаменту может осуществляться тремя способами:

на стальные подкладки;
на поверхность фундамент;
на опорные плиты.

На стальные подкладки

Колонны крепят на стальные подкладки толщиной от 4 до 5 см, размещаемые между колонной и фундаментом. При этом фундамент не доводится до отметки указанной в проекте. Метод имеет недостатки: он недостаточно точен, а в процессе подгона может наблюдаться перерасход материала (на дополнительные подкладки).

Стальные подкладки с высокой точностью устанавливают заранее, еще до бетонирования фундамента (допустимая погрешность ±5 мм). После того, как колонна выверена и установлена, ее закрепляют при помощи болтов, а зазор заполняют бетоном.

На поверхность основания

При этом методе фундамент должен доводиться до проектных отметок. Крепление происходит при помощи анкерных болтов, но цементная смесь не применяется. Важно соблюдать точность размеров фундамента (отклонение поверхности, на которую устанавливается колонна не должно превышать полсантиметра).

Поверхность фундамента доводят до проектного значения с допустимым отклонением ±5 мм. Колонны должны иметь фрезерованные подошвы.

На опорные плиты

Данный метод считается преимущественным и может использоваться при установке тяжелых колонн. Жесткое крепление колонн к фундаменту происходит с большим процентом точности. После установки колонн делают подливку бетоном.

При этом методе длина резьбы анкерных болтов должна обеспечивать возможность нахождения верхней поверхности гайки на одном уровне с низом опорной плиты.

Точностью расположения гаек обеспечивается вертикальное положение столба. В случае необходимости производится корректировка подкручиванием. После того, как колонны установлены, их положение фиксируется установкой шайб и цементным раствором.

Готовя колонны к монтажу, их раскладывают на деревянные настилы рядом с местом установки, параллельно или под наклоном к оси ряда. При помощи монтажного крана, конструкции переводят в вертикальное положение и перемещают к месту установки. Наведя на анкерные болты, осторожно опускают, после чего проводят выверку при помощи двух теодолитов.

Посредством стяжных приспособлений закрепляют колонны временными креплениями. После окончательной выверки опоры закрепляют при помощи болтов или сваркой.

Способы монтажа

Типы крепления колонны к фундаменту могут иметь различные конструктивные решения. В частности, в разных ситуациях, используют 2 типа соединения:

Жесткий. Обеспечивает плотную связь элемента с основой. Элемент в точке опоры не имеет возможности сдвинуться или повернуться (как, например, при заделке железобетонной колонны в глубокий стакан фундамента).
Шарнирный. При шарнирном креплении элементы обладают достаточной степенью свободы, чтобы повернуться или переместиться относительно основы под действием внешней силы (крепление на двух болтах). Рассмотрим, в каких случаях выбирают шарнирные, а в каких – жесткие соединения.

Шарнирное

Жесткое

Узел присоединения

Узел крепления колонны к фундаменту представляет собой базу колонны с опорной плитой, траверсой, анкерными болтами, центрирующим устройством.

База колонны установлена на фундамент и отцентрована. Винтовой упор размещен в отверстии центрирующей прокладки, которая нижней частью упирается на кольцевую часть винтового упора.

При опускании колонны на фундамент, ее совмещают с центрирующим устройством. Базу колонны опускают на центрирующее устройство до положения, когда верхний конец винтового упора совместится с отверстием прокладки. Закрепляют колонну в проектном положении при помощи опорной плиты и базы колонны.

Материалы для работы

Для крепления колон к фундаменту подходят бетонные растворы класса В15 (М200) или В22.5 (М300). Сегодня большой популярностью пользуются подливочные строительные и ремонтные смеси с отличными показателями текучести. Благодаря высокой прочности и адгезии, составы после затвердевания становятся единым целым с элементами конструкции и надежно закрепляют их.

Отсутствие в составе металлов и солей хлора обеспечивает химическую пассивность, что позволяет использовать их вместе с металлическими частями. Важны и такие свойства, как огнеупорность и водонепронецаемость.

Вот несколько видов подливочных смесей:

Starmex FM7 – безусадочная смесь. За короткое время застывает образуя одно целое с конструкцией, не токсична, не агрессивна, не реагирует на перепады температуры, не боится воздействия воды, масел, смазки.
Маногард Фер 133 – образует специальный защитный слой на поверхностях после нанесения. Благодаря этому может применяться для металлических колонн, защищая их от ржавчины.
РЕКС Граут М – отличается высокими показателями прочности и текучести, обладает высокой степенью щелочности, благодаря чему защищает элементы от процессов коррозии. Надежно заполняет все пустоты и фиксирует элементы конструкций, поскольку расширяется на стадии пластичного состояния.
Mapefill – обеспечивает высокоточную фиксацию колонн в фундаменте, качественно омоноличивает стыки железобетонных конструкций. Материал полностью готов к применению и представляет с собой смесь высокопрочного цемента, песка и специальных расширяющих добавок. Хорошо течет, не расслаивается, не токсичен.

Заключение

Любая неточность в расчетах, ошибки монтажа, неудачный выбор материалов могут привести к серьезным последствиям уже тогда, когда здание будет сдано в эксплуатацию. Чтобы не допустить этого, следует обращаться только к высококлассным специалистам с большим опытом строительно-монтажных работ.

Нюансы расчета, монтажа фундамента под металлические колонны и методы установки стальных опор

При возведении не только жилых и производственных зданий, но и эстакад, а также иных сооружений нередко основными элементами, несущими на себе нагрузку, являются колонны.

Они бывают различными по характеристикам и способу производства, но одно их объединяет — такие конструкции становятся основой каркаса, держащего на себе остальные детали.

Чтобы колонны гарантировали надежность дома, их необходимо монтировать строго по проекту, допуская лишь незначительные отклонения от предварительно рассчитанных величин.

Из-за этого при выполнении стадии проектирования, а затем его практического воплощения огромное внимание стоит уделять сооружению фундаментов.

Устройство

Обычно в качестве основания металлических колонн применяют монолитный железобетон. Его каркасом становится армированная конструкция, завершением которой вверху установлены в строго определенной последовательности анкерные болты.

Сама по себе технология заливки подобного фундамента аналогична той, которая выполняется при монтаже железобетонных опор, но вместо стакана предусмотрено оборудование анкерных болтов, устанавливаемых посредством применения кондуктора.

На заметку. Дополнительной особенностью является чрезвычайная точность разметки, по которой происходит установка крепежа.

При проектировании часто применяют типовые серии готовых оснований:

Артикул	Назначение
1.012.1-3.97	Для стальных колонн инженерных сооружений и производственных зданий
1.812.1-5с	Для металлических колонн в зданиях сельскохозяйственного назначения (при строительстве в опасных с точки зрения сейсмичности регионах)
1.412-1	Для типовых прямоугольных колонн одноэтажных производственных сооружений

Виды и состав

Все столбчатые основания делятся на две категории:

Обратите внимание! При выборе материала руководствуются предполагаемыми нагрузками, поэтому металлические колонны крепят лишь на монолитное основание.

Критерии выбора типа основания

Вариант фундамента рассчитывают, руководствуясь свойствами грунта. Существует четыре группы оснований:

ленточное (чрезвычайно прочное, легкое в монтаже, его применяют для крупных сооружений, выполняя одномоментный залив бетона);
сплошное (выполняется монолитная непрерывная заливка, хотя такой вариант редко используется под колонны, особенно металлические);
свайное (применяют железобетонные столбы редко при монтаже колонн, поскольку получаются слабые крепления);
столбчатое (это идеальный способ монтажа колонн, фундамент получается устойчивый).

Для крепления колонн необходимы особо прочные материалы, позволяющие придать максимальную устойчивость конструкции. Нарушение этого параметра на любой опоре грозит обрушением всего сооружения. По этой причине нежелательно использовать сваи, невзирая на то, что они являются долговечным материалом. При креплении металлических колонн уместно изготавливать столбчатый фундамент, когда этому не противоречат специфические показатели почвы.

Здания, в которых предполагается общественное времяпровождение, практически всегда монтируют на стальных колоннах, покрывая их антикоррозионными средствами. В качестве фундамента допускается использование ленточной заливки, которая хорошо выдерживает значительное внешнее давление. Однако сначала требуется скрупулезно изучить грунт, поскольку для торфяника такой вариант основания не подходит.

На заметку. Чтобы монтировать столбы поверх ленточного основания, требуется заранее рассчитывать как анкерные устройства, так и схему прокладки канализации, инженерных трубопроводов, электропроводки. Такие нюансы нужно непременно учитывать.

Расчеты перед началом укладки опоры

Подробный расчет колонного основания выполнить достаточно трудно, поскольку необходимо учитывать одновременно множество параметров. Естественно, самостоятельно подобные вычисления невозможно произвести, требуется хорошая практика и специальное образование. Перед началом такой работы требуется получить такие сведения:

нюансы климатических условий, характерные для региона расположения строительной площадки, ветровые нагрузки, их тип, периодичность и мощность атмосферных осадков;
детальная геодезическая карта, содержащая скважинный анализ, чтобы стала ясной структура грунта, толщина прочных и слабых пород (еще необходимо иметь данные, касающиеся грунтовых вод);
масса сооружения (чем тяжелее строение, тем более мощные нужны колонны);
тип колонны, степень ее сжатия и растяжения, несущие характеристики;
марка бетона, его эксплуатационные характеристики;
конфигурация будущего сооружения, его высота, материал перекрытий и несущих стен.

Технология возведения

Перед возведением любого фундамента проводятся земельные работы (расчистка, копка, устройство дренирующей подушки).
Перед заливкой бетонной смеси также требуется соорудить качественную опалубку. Ее монтаж начинают делать снизу, закрепляя удерживающие щиты. Предварительно необходимо заготовить доски, длина которых соответствует расстоянию между колоннами. Чтобы их закрепить, вбивают удерживающие колья.

Способы крепления столбов

Установку стальных опор осуществляют различными методами:

Важно! Каким бы ни был выбранный метод монтажа, главное внимание уделяют точности расчета колонн, соответствию их стандартам, высококачественному креплению.

Использование анкеров при установке

При изготовлении фундамента него монтируются анкерные болты. Их укладывают непосредственно в опору. Такая закладка происходит непременно при строгом наблюдении, после выполнения точной разбивки. Максимально допустимое отклонение составляет 2 мм.

Каждый анкер крепится на осях в верхней части опалубки. Весьма ответственный момент — контроль установки. Обязательно следят за высотой положения болтов, использую для этого кондуктор либо шаблон. В качестве шаблона используют специальную деревянную или металлическую раму. В ней присутствуют гнезда, специальные риски, благодаря которым изделие прикручивают к осям на опоре поверх опалубки.

Чтобы сохранить обязательное вертикальное положение анкеров, их выверяют уровнем, а затем приваривают непосредственно к арматуре. Далее все заливают бетоном.

Непременно контролируют, насколько устойчивы болты, а также опалубка, затем организуют высотное расположение схемы.

Недавно строители начали помещать анкерные болты в колодцы, оставляемые внутри конструкции, а после заделываемые, когда финиширует этап установки колонны.

Большие анкера, имеющие значительную массу, укладывают внутри опор при существенной высоте здания. Чтобы их там удержать, организуют специальные приспособления в виде каркасов, способных выполнять поддержку шаблонов в требуемом положении до момента заливания раствором бетона.

Анкера невероятно сложно монтировать. Крепления выпускают высокоточными, они изготовлены очень надежно. Наиболее трудная задача — выполнить точную разметку по замерам.

Для надежности, чтобы гарантировать точность установки, используют кондукторы. Эти шаблоны по сути аналогичны рамным приспособлениям, которые выполняют из отрезков металла. На раме максимально точно проведены линии осей, выполнены отверстия, через которые проводят разметку установки анкеров. Если предполагается применять легкие болты, кондуктор делают деревянным.

Из видео узнаете о монтаже металлических колонн на анкера:

Кондуктор-шаблон крепежа анкерных соединений

Во время заливки основания под стальные опоры применяют специальный кондуктор. Благодаря этому приспособлению удается контролировать высоту и глубину крепления анкерных болтов. Фактически это своеобразный шаблон для монтажа анкеров.

Обычно изделие выполняют из металла, нанося на его верхней поверхности риски, служащие для совмещения отверстий с осями, а затем последующей проверке точности установки теодолитом. В плите выполнены крепежные отверстия, диаметр которых идентичен тому, что у болтов.

Непосредственно перед заливкой смеси анкера приваривают к каркасу арматуры, а потом до момента набора бетоном технической твердости, выполняется проверка точности расположения болтов. Завершающая стадия — контроль жесткости, как самой опалубки, так и закрепленных анкеров. После такой контрольной операции уточняется показатель расположения по высоте и в плане.

Справка. При промышленном строительстве стальные конструкции мощные, поэтому для их крепления применяют усиленные анкера. Их размеры значительно отличаются от тех анкерных соединений, которые используются в жилищном домостроении.

Монтаж тяжелых болтов делают, устанавливая в требуемом положении шаблон перед заливкой бетоном фундамента. Для гарантированной фиксации этих шаблонов применяют дополнительный крепеж каркасными стойками, благодаря чему конструкция получает большую жесткость.

Когда бетонная смесь уже залита, снимают шаблоны анкеров, оставляя на месте каркас. Организуя эту стадию работ, пристальное внимание уделяют точному размещению анкеров, причем непременно контролируют все параметры: вертикальность монтажа, глубина заложения и высота выступающей части. Хотя это наиболее трудоемкое мероприятие, но без него невозможно гарантировать точность установки фундамента.

Чтобы облегчить действия, применяют различные эталонные образцы кондукторов. Их сваривают из стального швеллера большого размера, наносят на площадку координаты осей. Благодаря материалу шаблон имеет жесткость и значительную массу. В требуемых точках просверливают отверстия, соответствующие диаметру анкеров. При использовании легких болтов достаточно для кондуктора применять деревянный брус.

В любой постройке фундамент — важный элемент, ему требуется особое внимание. Поэтому изучение процесса изготовления основания требуется как строителям, так и заказчикам. Ведь понимая технологию, проще делать индивидуальные замечания, чтобы в итоге получить нужный результат.

Читайте также: