Технологическое проектирование строительных процессов
Общие положения. Технологическое проектирование включает разработку оптимальных технологических решений и организационных условий для выполнения строительных процессов, обеспечивающих выпуск строительной продукции в намеченные сроки при минимальном расходе всех видов ресурсов.
Оптимальное решение строительного процесса – это определение и разработка наилучших сочетаний его параметров и вариантов. Для этого на стадии проектирования строительного процесса последовательно осуществляются разработка технологических вариантов выполнения строительного процесса, принятие и разработка наиболее эффективного варианта по технологическим и технико-экономическим показателям; документирование строительного процесса.
Основным документом строительного процесса, регламентирующим его технологические и организационные положения, является технологическая карта (ТК). Технологические карты разрабатывают на отдельные или комплексные процессы. Эти карты предусматривают применение технологических процессов, обеспечивающих требуемый уровень качества работ, совмещение строительных операций во времени и пространстве, соблюдение правил техники безопасности. В качестве технологической документации для несложных процессов находят применение также технологические схемы с описанием последовательности и методов выполнения процесса, с расчетом затрат труда и потребности в технических средствах. По своему содержанию технологические схемы представляют собой упрощенные технологические карты.
Технологические карты (или технологические схемы) являются составной частью проекта производства работ (ППР).
Уменьшение трудоемкости работ и времени работы машин вызывает, как правило, сокращение продолжительности выполнения процесса, что приводит к снижению накладных расходов и положительно влияет на себестоимость работ.
Продолжительность выполнения процессов определяют для увязки операций в единый технологический процесс и для построения линейных графиков и циклограмм. Затраты времени на выполнение конкретного объема работ зависят от влияния многочисленных производственных факторов: вида и объема работ, формы организации технологического процесса и степени его механизации, численности рабочих и уровня их квалификации и др. Единицей измерения продолжительности служат час, смена, день (ч, см., дн.).
Технологические карты. В строительстве различают три вида технологических карт: типовые технологические карты, не привязанные к строящемуся объекту и местным условиям строительства; типовые технологические карты, привязанные к возводимому зданию или сооружению, но не привязанные к местным условиям; рабочие технологические карты, привязанные к строящемуся объекту и местным условиям строительства.
Рис. 2.4. Пример технологической карты
Технологические карты разрабатывают по единой схеме, рекомендуемой «Методическими указаниями по разработке типовых технологических карт в строительстве», разработанными ЦНИИОМТП. В технологических картах освещены вопросы технологии и организации строительного процесса, указаны потребности в материалах, полуфабрикатах, конструкциях и инструментах, технологические схемы, калькуляции затрат, требования к качеству работ, технико-экономические показатели.
Технологическая карта состоит из восьми разделов, каждый из которых формирует свои условия и требования, совокупное выполнение которых позволяет получить строительную продукцию при максимальной эффективности. В общем случае отдельные разделы технологической карты включают:
область применения – условия выполнения строительного процесса (в том числе климатические); характеристики конструктивных элементов и их частей или частей зданий и сооружений; состав строительного процесса; номенклатуру необходимых материальных элементов;
организацию и технологию выполнения строительного процесса – требования к завершенности предшествующего или подготовительного процесса; состав используемых машин, оборудования и механизмов с указанием их технических характеристик, типов, марок и количества; перечень и технологическую последовательность выполнения операций или простых процессов; схемы их выполнения для получения конечной продукции; схемы расположения приспособлений; состав звеньев или бригад рабочих; схемы складирования материалов и конструкций;
требования к качеству и приемке работ – перечень операций или процессов, подлежащих контролю; виды и способы контроля; пользуемые приборы и оборудование; указания по осуществлению контроля и оценке качества процессов;
калькуляцию затрат труда, времени работы машин и заработной платы – перечень выполняемых операций и процессов с указанием объемов работ; нормы рабочего и машинного времени; нормативные затраты труда рабочих (чел.-ч), времени работы машин (маш.-ч) и заработную плату (р.) (раздельно для рабочих и машинистов);
график производства работ – графическое выражение последовательности и продолжительности выполнения операций и процессов на основании определенных в калькуляции затрат труда и времени работы машин. При этом следует учитывать возможность повышения производительности труда;
материально-технические ресурсы – данные о потребности в материалах, полуфабрикатах и конструкциях на предусмотренный объем работ, инструменте, инвентаре и приспособлениях;
технику безопасности – мероприятия и правила безопасного выполнения процессов, в том числе необходимые проектные проработки для конкретных условий строительства;
технико-экономические показатели – затраты труда рабочих (чел.-ч); затраты времени работы машин (маш.-ч); заработная плата рабочих (р.); заработная плата машинистов (р.); продолжительность выполнения процессов (смен) в соответствии с графиком; выработка на одного рабочего в смену (в натуральных измерителях); затраты на механизацию (р.) и др.
Технологические карты должны разрабатываться на базе прогрессивных технологий и с учетом достижений мировой науки и практики; новых технических средств, индустриализации и комплексной механизации процессов, а также обеспечивать повышение производительности труда, улучшение качества работ и снижение себестоимости продукции.
Возведение надземной части зданий и сооружений
Комплексный монтажный процесс
Возведение надземной части зданий и сооружений осуществляется в три стадии: 1-я – возведение каркаса здания; 2-я – заполнение здания; 3-я – отделочные работы.
Возведение здания производится:
из крупных блоков и элементов; из монолитного железобетона;
из мелких блоков и элементов.
Возведение любого здания и сооружения – это комплексный монтажный процесс, который включает:
организацию монтажного процесса;
механизацию монтажных работ и приемов выполнения монтажных операций.
Коротко структура комплексного монтажного процесса представлена в виде схемы (табл. 1).
Направление развития комплексного монтажного процесса (КМП). Наиболее часто встречается продольное направление, т. е. вдоль длинной стороны объекта. Так легче организовать подачу элементов под монтаж и проходы кранов и проезды машин.
Поперечное направление оправдано в том случае, если есть возможность передвижения кранов перпендикулярно пролетам, или используются краны с большим радиусом действия.
Горизонтальное направление – это монтаж протяженных линейных сооружений: трубопроводов, эстакад, мостов.
Вертикальное направление – возведение высотных точечных сооружений: мачт, труб, вышек.
От выбора направления развития КМП зависит организация технологической зоны, которая состоит:
из габаритной зоны крана;
зоны подачи элементов под монтаж (с предварительной раскладкой, с транспорта, конвейера);
монтажной зоны стоянки крана; опасной зоны;
зоны укрупненной сборки.
µ
§
Рис. 2.5. Схема организации монтажной зоны крана: А, Б, 1–4 – оси здания
Примерная схема организации технологической зоны работы крана представлена на рис. 2.5.
Последовательности установки конструкций. Во всех случаях должны быть обеспечены устойчивость и геометрическая неизменяемость смонтированной части от ветра, собственной массы, монтажных нагрузок и учтены конструктивные особенности здания.
Раздельная установка – монтаж однотипных элементов в пределах монтажного участка.
Преимущества этого метода заключаются в следующем:
повышается производительность за счет редкой смены оснастки и повторяемости операций;
упрощается выверка монтируемых элементов;
в случае использования для монтажа каждого элемента наиболее подходящего монтажного крана повышается использование мощности крана.
Недостатки:
увеличивается число холостых проходов кранов;
уменьшается возможность совмещения монтажа с другими работами;
осуществление этого метода не всегда возможно из-за конструктивных и технологических ограничений.
Комплексная установка – установка различных конструкций в пределах одной или нескольких ячеек, образующих жесткую, устойчивую систему.
Достоинства этого метода установки:
быстрое освобождение фронта для других работ;
меньшее число холостых проходов крана.
Недостатки:
частая смена оснастки;
часто неэффективное использование грузоподъемности крана при большом разрыве в массе элементов.
Укрупнение конструкций. Конструкции под монтаж могут поступать в виде готовых элементов, не требующих дальнейшего укрупнения, и частей элементов, которые укрупняются на площадке в целые (как правило, это негабаритные конструкции, которые привозятся частями (например, фермы)).
По разным причинам (технологическим, экономическим, климатическим и др.) возводятся здания и сооружения из укрупненных блоков, т. е. несколько конструкций собираются в плоские или пространственные блоки. Блоки могут собираться в заводских условиях (возведение многоэтажных зданий из готовых пространственных блоков) или на строительной площадке.
Технологические причины – сборка оболочки пространственного покрытия.
Экономические причины – возможность сборки на земле – ликвидация высотного монтажа.
Климатические причины – оборудование теплого места для сборки на строительной площадке.
Иногда при возведении здания (одноэтажного промышленного) блоками монтируется только его часть (блоки покрытия), в другом случае все сооружение (путепроводы, мосты) монтируется блоками.
Иногда целое сооружение устанавливается в проектное положение в собранном виде (мачты линий электропередач, радиомачты, башни, химичехкие аппараты).
В России наибольший опыт накоплен в блочном монтаже покрытий промышленных цехов. Для этого их специально проектируют конструктивно (на одну колонну устанавливают две металлические фермы или блоки в виде структур).
Главное требование – жесткость и геометрическая неизменяемость блоков. Такие блоки называются конструктивными блоками. Если наряду с конструкциями в блоке смонтированы части кровли, вентиляции, сантехники, электрики, то это – конструктивно-технологические блоки. В зависимости от массы блоков и их количества сборку можно организовывать по-разному:
на стеллажах (просто поднятая площадка, помост) для сборки легких плоских элементов (витражи, оконные блоки), не требующей специального оборудования;
стендах – специально рассчитанном под большие нагрузки помосте, который может быть оборудован разного рода кондукторами, домкратами, рабочими подъемными площадками, креплениями и т. д. Он может быть установлен прямо в зоне монтажа или в зоне, отведенной для сборки нескольких блоков;
конвейере. Когда количество блоков столь велико, что появляется экономическая возможность построить несколько стендов, можно организовать конвейер: для каждой стадии сборки установить свой стенд и блок передвигать от стенда к стенду от начала сборки до готовности под монтаж.
Подача под монтаж с транспортных средств. Подача с транспортных средств может быть организована челночным методом, предусматривающим использование прицепов, отцепляемых от тягачей (до 10 км); маятниковым методом, когда расстояние более 10 км и гонять незагруженный тягач нецелесообразно.
Для использования монтажа конструкций с транспортных средств необходимо прежде всего обеспечить ритмичную подачу конструкций в заданной технологической последовательности строго по часовому графику и полную готовность мест установки самих конструкций (оснастки, запаса мелких деталей).
Для этого объект разбивается:
на технологические комплекты, обеспечивающие возможность смонтировать часть здания достаточно жесткой и устойчивой;
поставочные комплекты из различных предприятий, обеспечи-вающих возможность сборки технологического комплекта;
рейсовые комплекты, обеспечивающие поставочные комплекты.
Разрабатываются монтажно-транспортные графики, которые должны быть у всех исполнителей: у монтажников, транспортных предприятий, на заводах-изготовителях.
Подача блоков с укрупнительной сборки. В случае сборки крупных блоков в монтажной зоне расположение стенда для сборки зависит от способа подъема этих блоков: башенным краном, гусеничными кранами, ленточными подъемниками (по горизонтали – передвижка, по вертикали и т. п.).
Блоки, смонтированные на сборочной площадке или на конвейере, в зону монтажа могут доставляться кранами, в том числе мостовыми, а также специальными установщиками.
Предварительная раскладка элементов в зоне монтажа. Раскладку элементов производят в зоне подачи элементов под монтаж таким образом, чтобы при монтаже у крана был наименьший угол поворота, что обеспечит бóльшую производительность крана.
Необходимо обеспечивать проходы для людей не меньше 0,7 м и проезды через каждые 60 м шириной 40 м, не раскладывать элементы в габаритной зоне крана, не загромождать соседние пролеты.
Монтажные элементы раскладываются штабелями, в кассетах, кондукторах в таком положении, в котором их транспортируют, или в проектном положении (при возможности).
Особые правила существуют при раскладке тяжелых или длинногабаритных конструкций. В этом случае опасно или невозможно манипулировать подъемом стрелы, следует работать только поворотом башни крана. Центр строповки при монтаже должен оказаться точно под крюком. Монтаж необходимо вести без изменения вылета крюка крана.
Вопросы на самоконтроль
Назовите общие положения технологического проектирования строительного процесса.
Как осуществляется техническое нормирование?
Какие существуют направления развития комплексного монтажного процесса?