Будівництво будинку,котетжа в зимових умовах

На практиці досить часто відчувається потреба в єдиному довіднику з питань будівництва в зимових умовах. Корисна інформація про будівництво в зимових умовах і найбільш сучасні результати досліджень нами зібрані з розрізнених навчальних курсових посібників і журнальних статей.

Отримані дані нерідко виявлялися суперечливими, тому при виборі способів виконання робіт часто перевага віддавалася практичного досвіду або навіть інтуїції. Одна з задач
цієї монографії полягала в частковому усунення зазначеного недоліку. Основна частина книги присвячена питанням організації теплозахисту при проведенні будівельних робіт
економії енергії на різних етапах будівництва. При цьому наводяться практичні рекомендації по використанню різних способів обігріву з урахуванням конкретних потреб в умовах будівельного майданчика, а також основні дані по оцінці таких потреб в зимовий період.

Містяться в книзі матеріали грунтуються головним чином на результатах науково-дослідних робіт, проведених в рамках науково-технічного співробітництва між Державним технічним науково-дослідним інститутом Фінляндії та Асоціацією будівельників.
Книга призначена для практичних працівників, а також може бути використана і як посібник на курсах підвищення кваліфікації.

Глави 2 і 3 написані дипл. інж. Харрі Мякеля з геотехнічної лабораторії Державного технічного науково-дослідного інституту (VTT), голови 1, 4, 5, 6, 7, 8 і 9 — дипл.
інж. Пертті Коки з лабораторії конструкційної техніки того
ж інституту.
За рукопису даної монографії інженером Рейє' Лехтінен з
Асоціації будівельних підрядників Фінляндії зроблені деякі цінні зауваження.
Автори

I IHH Д1 І VIL
щороку зима раптово приходить на будівельний майданчик
і С1роии;лнм добре відомо оо илиннии на зміну утопій
робіт і виникнення великих додаткових витрат. Додаткові витрати, зумовлені будівництвом в зимових умовах, в даний час складають приблизно одну третину витрат
за споживану енергію.
Правила будівництва регламентують процеси будівництва
і містять головним чином загальні вказівки для здійснення
робіт з дотриманням раціональних способів виробництва. Таким
чином, будівельні фірми можуть вибирати найбільш вигідні з тонкими зору споживання енергії способи виробництва робіт.
В умовах промислового будівництва Фінляндії витрата
енергії складає в середньому 1800 МДж на 1 м3 будівлі (500 кВт х
х год/мЗ) . Результати вимірювань показують, що на будівельному
майданчику витрачається з цієї кількості енергії 100-470 МДж/
/м3 (30-130 кВт/мЗ). На величину витрати енергії на будівельному майданчику впливають насамперед зовнішні (кліматичні)
умови, тривалість виконання будівельних робіт і
вибір часу для їх початку, спосіб виробництва робіт, вибір будівельних матеріалів, рівень підготовки керівництва
роботами і самих працівників, а також ретельність виконання
patioi. До 70 85% усього кількості эиер| іі, могроблнемой на
будівельному майданчику, становить витрата теплової енергії на
прогрів бетону для забезпечення умов його твердіння, просушування і обігрів будівлі, а також для опалення різних будівель на будівельному майданчику. На просушування і опалення
багатоповерхового житлового будинку на етапі завершення внутрішніх
будівельних робіт витрачається 40-60% усього кількості енергії, що витрачається на всьому будівельному майданчику в умовах
виконання будівельних робіт в холодну пору року. Для
твердіння бетону на місці забетонованого несучого каркаса до ступеня міцності, що дозволяє розібрати опалубку, витрачається в таких же умовах 15-25% і на опалення будівель —
5-15% усієї кількості енергії, що витрачається на всій майданчику. Витрата енергії на етапі виконання земляних робіт є
 

повністю пооб'єктним; на нього впливають насамперед місцеві
умови підстави будівлі, погодні ..умови цієї зими і
обсяги робіт по переміщенню грунту.

Для зменшення додаткових витрат, що виникають з
зимових умовах, важливо відповідність способів виконання робіт і виробничих процесів вимогам зимового будівництва, а також вміле їх застосування. До останнього часу недостатньо уваги приділялося питанням витрати енергії ка опалення будівель на будівельному майданчику, а також факторам, що впливають на величину цього витрати. Застосовувалися до цих пір заходи
по теплозахисту в умовах зимового будівництва відрізнялися примітивністю і викликали суперечливі точки зору.
 

2. ЗИМОВИЙ КЛІМАТ У ФІНЛЯНДІЇ

Кліматичні умови на будівельного майданчика, як приии
ло, можна досить точно виразити за допомогою середньостатистичних даних. На етапі планування будівництва і, наприклад, при виборі параметрів теплозахисних споруд важливо мати
дані про зміни кліматичних умов.
Серед факторів, що характеризують кліматичні умови,
найбільш суттєвим вважається сонячне випромінювання.
При веденні будівництва в зимових умовах важливо забезпечити
отримання наступних даних:
очікувані температури і їх коливання;
дата початку зими і весни (тривалість зими);
загальна кількість днів на етапах виконання земляних робіт
та зведення фундаментів;
кількість опадів у вигляді дощу і снігу;
вологість навколишнього повітря;
швидкість вітру;
умови освітленості.
Крім того, будівельник повинен мати чіткі уявлення про
мікрокліматі в районі будівництва і про величину коливань
статистичних кліматичних даних і враховувати це у своїх
планах.
2.1.
Метзорологи вважають, що зима настала, якщо середньодобова
температура повітря восени опускається нижче 0°С. Величина
среднегодичной температури обраної місцевості впливає на величину тепломісткості поверхневих шарів ґрунту і тим самим
на глибину промерзання шару ґрунту, а отже, на потребу в енергії для захисту від промерзання. Для робіт з бетонування на будівельному майданчику зимовий сезон починається тоді, коли середньодобова температура повітря знижується нижче
+5°С.
Коливання температури в зимовий період бувають значними
в різні роки, місяці і навіть добу, що зумовлено періодичними коливаннями інтенсивності сонячного випромінювання, змінами хмарності, сили і напрямку вітру, можливістю
випадання опадів та ін.
Мороз знижує ефективність виконання будь-яких робіт, як
ручних, так і з використанням механізмів, без застосування захисних заходів. Будівельні роботи припиняються при
зниженні температури навколишнього повітря нижче встановленої граничної морозної температури (від -15° до -25°С), зокрема, земляні роботи, зведення фундаментів і каркасних
конструкцій. На практиці гранична морозна температура встановлюється конкретно для кожного будівельного майданчика і мо6

може бути різною навіть про межах одного і південно ж населеного
пункту п залежності від типу будівельного об'єкта. Експлуатації механізмів при виконанні земляних робіт (про залежності
OI Inna ліх машин) але рокомондуогсн при lCMiiopaiypo нижо про
розумно допустимої, яка, як правило, приймається рівною
-20°З, з-за можливого крихкого руйнування сталі.
2.1.1.
ність). Величина морозопродолжительности F обозначет твір температури (в градусах) в морозну погоду на тривалість морозного періоду (в годинах) і має розмірність год-°С. При
великій морозопродолжительности потреби для відігрівання
і відтавання ґрунту зростають, глибина мерзлого шару збільшується, вимушені простої подовжуються і т. д. Для проектних
оцінок потреби створення мерзлотозащиты ґрунтового основа
ніх та фундаменту споруди необхідно мати дані про так звану проектної морозопродолжительности. У разі проектування мерзлотозащиты під час будівництва за величину морозопродолжительности вибирають значення Рр , Г5 або Ftg (де
2,
нді перехресного аналізу і залежить від:
типу об'єкта, який необхідно захистити від впливу мерзлоти, конструкції фундаменту, підлоги, ґрунтової основи;
чутливості конструкцій до виникнення руйнувань і
ймовірності здимання грунту над мерзлотних ділянкою;
організації спостереження за ефективністю роботи проти-
вомерзлотной захисту;
дійсної морозопродолжительности розглянутого
об'єкта (мікроклімату).
При складанні планів будівництва в зимових умовах
необхідно оцінювати ймовірні температури і морозопродолжи-
ність в період будівництва, заходи щодо противомерз-
лотной захисту і отогреву грунту і, нарешті, можливий збиток,
якщо передбачувані величини морозопродолжительности виявляться заниженими або проект захисних заходів буде
неправильним. Тому підготовка до суворої зими передбачає розробку декількох альтернативних планів будівництва.
2.1.2.
пературу ґрунту і тим самим на глибину його промерзання. Температура поверхневих шарів землі змінюється в залежності від часу року і повторює коливання температури зовнішнього повітря
і інтенсивності сонячного випромінювання. Теплота, акумульована поверхневими шарами ґрунту за літній період, взимку віддається поверхневими шарами землі. Передача тепла від нижніх
шарів ґрунту залежить, зокрема, від виду грунту, концентрації у
ньому води (тобто від теплотехнічних властивостей грунту), а також від
великої кількості рослинності на поверхні землі, снігового покриву
або іншого захисту.

2.2. СНІГ
Снігопади тягнуть за собою затримки будівельних робіт, збільшення витрати теплової енергії, необхідної для розтоплення
і подальшого видалення снігу. Проте сніг має також хорошою теплоізоляційною здатністю.
У початковий період зими питома вага снігу залишається значно меншим і змінюється, як правило, у межах 0,15-0,20 г/
/смЗ. Середня величина питомої ваги тільки що випав морозного снігу становить всього 0,10 г/смЗ, в той час як питома вага снігу, тривалий час лежав у насті, часто може збільшуватися до 0,40 — 0,50 г/смЗ і в окремих випадках навіть
перевищити 0,70 г/смЗ.
Товщина снігового покриву залежить не тільки від кількості снігу, але і від навколишньої температури. У різних
районах країни товщина снігового покриву не відповідає кількості снігу, що випав, так як у південних районах питома вага
снігового покриву більше, ніж у північних районах, і в погожі
дні танення снігу в південних районах країни проходить інтенсивніше,
ніж у північних.
Сніг необхідно використовувати в якості захисту ґрунтової
основи від промерзання в період виконання будівельних робіт. Графіки, наведені на рис. 2, показують вплив снігу
на зменшення глибини промерзання грунту.
2.3.
Повітря при будь-якій конкретній температурі може містити
відоме максимальна кількість водяних парів. З підвищенням температури вміст водяних парів швидко зростає.
На практиці концентрація водяних парів у повітрі найчастіше
виражається за допомогою величини відносної вологості.
У

2.4. ВІТЕР І ОСВІТЛЕНІСТЬ

На виконання будівельних робіт крім інших кліматичних факторів впливають вітер і умови освітленості. Вплив
вітру значно погіршує ефективність теплового захисту, тому теплоізоляцію, через яку легко проникає повітря, завжди необхідно вкривати. Створення умов достатньої освітленості часто виявляється неможливим, особливо на етапах виробництва земляних робіт, коли тільки починають освоювати будівельний майданчик. На великих і протяжних будівельних
об'єктах роботи доцільно зосереджувати на невеликих
ділянках з метою економії енергії.

НА БУДІВЕЛЬНОМУ МАЙДАНЧИКУ

Ні сцшиими.ной имощадке крім традиційних вимірі 1ем-
ператури повітря необхідно проводити спостереження за сніг спадами, глибиною сніжного покриву і промерзання грунту, величиною морозопродолжительности і т. п., оскільки досить часто
кліматичні умови на будівельному майданчику істотно
відрізняються від мікроклімату найближчій метеорологічній станції. Такі спостереження слід проводити щодня по два рази
на день: о 8 год ранку і о 2 год. дня, щоб отримати результати вимірювань, які можна зіставити з даними метеорологічної
служби країни.

2.6. ПОРАЙОННЫЙ І МІСЦЕВИЙ ЗИМОВИЙ КЛІМАТ

Термін «місцевий клімат», або «мікроклімат», застосовується
для позначення клімату обмеженої ділянки місцевості, розташованого в стороні від місця проведення загальних метеорологічних спостережень і вимірювань. Місцевий клімат відрізняється від
порайонных кліматичних даних, наведених у общестатистических метеорологічних зведеннях, головним чином із-за відносної різниці висот пунктів на місцевості. Температура поверхні землі або конструкції часто неоднакова на південних і північних схилах місцевості або на дні лощини і на вершині пагорба внаслідок дії, наприклад, сонячного випромінювання, переміщення мас теплого і холодного повітря, а також силу
вітру і його напрямку. Тому порайонные метеорологічні
зведення слід сприймати з урахуванням викладених факторів.
Дані про фактичні температурах, величинах морозопродолжительности, глибини снігового покриву і мерзлотности грунту на
місці будівництва можуть відхилятися від середніх значень на
20 -30%, а іноді навіть більше.
3.

У ЗИМОВИХ УМОВАХ

3.1.
Енергетичні витрати при зведенні багатоповерхових житлових
будинків істотно відрізняються від витрат при зведенні невеликих дерев'яних будинків або промислових будівель з готових
каркасних елементів. При виконанні будівельних робіт з використанням традиційних механізмів і звичайною технологією
тривалість етапу будівництва в зимових умовах збільшується найчастіше приблизно в два рази в порівнянні з літнім періодом.
9

Особливо зростає витрата енергоресурсів на етапі зведення фундаментів в зимових умовах внаслідок необхідності
переробок з-за неправильної технології виконання робіт. В результаті застосування недостатньо ефективною теплозахисту
у деяких випадках доводиться двічі производив ра6о1Ы з
укладання бетону. Крім того, можуть знадобитися додаткові
витрати енергії на розігрів грунту, відрив конструкцій та опалення з-за раптової зміни метеорологічних умов або непідготовленості будівельників до можливих впливів різних
кліматичних факторів.
На масштаби витрат енергії при земляних роботах найбільший вплив мають кліматичні фактори, тип будівлі, що зводиться, спосіб зведення фундаменту , а також умови
ґрунтової основи будівельного об'єкта. Серед кліматичних факторів найбільш значним є температура,
що впливає на промерзання грунту. Витрата енергії при виконанні фундаментних робіт можна суттєво зменшити, а на
деяких етапах і повністю скоротити шляхом застосування більш
ефективного захисту грунту від промерзання, теплового захисту при
виконанні різних будівельних робіт або шляхом перенесення
строків виконання робіт на більш сприятливий час року
і обліку впливу зимових умов при складанні планів будівництва.
При виробництві земляних робіт в зимових умовах можливі пошкодження будівельних конструкцій пов'язані зі стисненням
пухких насипних шарів, що призводить до осідання конструкцій та
подальшого їх руйнування, а також з промерзанням грунту на
етапі проведення будівельних робіт, причому руйнування конструкцій відбувається або в період промерзання, або відтавання
грунту. Руйнування конструкцій через промерзання грунту пов'язані не стільки з додатковими витратами енергії, скільки з
прямими додатковими витратами на переробки.
Зменшення витрат енергоресурсів на етапі виконання земляних робіт без узгодження строків виконання відомих етапів будівництва в зимові місяці. Найбільш дорогими виявляються заходи щодо захисту відкритого грунту на
великій площі будівельних робіт, за якою здійснюється
транспортування вантажів у зв'язку зі зведенням фундаменту і каркасу. Промерзання ґрунту, як правило, можна обмежити, розділивши фундамент споруди на частини в результаті ретельного
попереднього планування і організації робіт. Негативні наслідки промерзання ґрунту можна також зменшити
шляхом прискорення виконання земляних робіт, а також в результаті разового зосередження їх на більш обмеженій ділянці.
Витрати на відтавання ґрунту і на його прогрівання знаходяться в
середньому в прямій залежності від часу і глибини мерзлого
шару і тому тривалість залишення грунту незахищеним слід скорочувати до мінімуму.
10

Найбільш значить ильная частка додаткових енерговитрат на
етапі иозпеденин фундаменту які виникли з-за негативних але
наслідків, обумовлених промерзанням грунту, що істотно
ускладнює виконання робіт, пов'язаних з виїмкою грунту і вооз
педонисм ипомннемыч споруді. СІ |ннп енм'i < і > н;| мершим
грунті призводить до збільшення об'єму ґрунту при ei про промерзанні
і,
вением западин на поверхні землі і з зниженням несучої здатності поверхневих шарів. Обробку мерзлого грунту можна
полегшити або шляхом його відтавання, або шляхом руйнування мерзлого шару на дрібні шматки.
У додаткових будівельних витрати відносна частка
енерговитрат, необхідних на відтавання грунту, залежить від виду
використовуваної теплової енергії і типу обігрівального пристрою,
а також від способу виконання будівельних робіт. Витрата енергії буде мінімальним при підводі тепла безпосередньо в шар
мерзлого грунту або на його поверхню і, крім того, при використанні ефективної теплової захисту. Кількість теплової
енергії, необхідної для відтавання мерзлого грунту під фундамент конструкції, залежить від к. п. д. застосовуваного способу, виду
самого ґрунту і товщини мерзлого шару.
У звичайних умовах питома витрата енергії становить 50 —
200 кВт. ч/м2 залишився відкритим ґрунтової основи конструкції при глибині промерзання грунту близько 1 м. На відтаювання
основи грунту невеликого промислового будівлі загальною площею 1000 м2 витрачається близько 5-20 м3 солярки. При цьому частка витрат на енергоресурси використовуються, як правило, становить приблизно 40-50% всіх витрат, необхідних на проведення
робіт по відтавання мерзлого грунту.
3.2.

І ПІДГОТОВКА ДО ЗИМОВИХ УМОВ

Вплив зимових умов на виконання будівельних робіт
необхідно враховувати ще до настання зими.
У порайонном плані будівельного майданчика повинні бути
зазначені ділянки, що вимагають прийняття заходів по захисту від промерзання грунту. На захищених ділянках не допускається рух транспортних засобів, якщо це призводить до погіршення теплоізоляційних властивостей захисного пристрою. Захист відкритого ґрунтової основи будівельного ділянки за допомогою снігового покриття можна використовувати при виконанні землерийних
робіт в зимових умовах, особливо в місцях розташування трубопроводів і кабельних ліній, а також на ділянках розташування
земляних підлог різних споруд і т. д. Грунтову основу смуги, що відводиться для руху транспортних засобів на
будівельному майданчику, промерзає взимку на глибину до 1,5—
2,5 м, в залежності від географічного розташування і виду
грунту.

п

Для виконання альтернативних розрахунків будівельного
виробництва необхідно мати дані, наприклад, про залежність
загальних витрат від промерзання грунту, про потреби і енергоресурсах на відтавання і опалювання грунту в різних умовах, про способи відтавання і відділення мерзлого грунту, а також
про вплив температури і снігопади на проведення будівельних
робіт. Ще на етапі проектування слід враховувати вплив зимових умов на планування робіт по возв'едению фундаментів
як відносно грунтової основи, так і самих фундаментів. В умовах жорстоких морозів вирішальні переваги забезпечує висока швидкість збірки блочних фундаментів.
При складанні графіка поетапного виконання робіт із зазначенням конкретних строків потрібно враховувати вплив зимових
умов на можливу затримку виконання будівельних робіт.
Виникає необхідність виконання деяких додаткових робіт, наприклад, по видаленню снігу. Застосування в таких
випадках захисних покриттів на відкритих ділянках ґрунту значно зменшує негативний вплив снігопадів.
При придбанні захисних засобів, матеріалів, а також
пристроїв, призначених для обігріву і відтавання грунту,
слід узгодити з проектувальниками такі питання, як можливість використання насипного легкого заповнювача (легкого
щебеню або відповідних замінників) на земляній підлозі в
якості захисту від промерзання грунту в період виконання
будівельних робіт.
При взаємному узгодженні робіт, виконуваних різними
організаціями, слід враховувати можливу затримку закінчення відомих етапів будівельних робіт внаслідок промерзання грунту та впливу інших кліматичних чинників. Встановлено, що основними причинами затримок виконання робіт
були простої, зумовлені сильними морозами, а також необхідність відтавання мерзлого грунту під фундамент особливо
великих будівельних об'єктів. Залежно від способу відтавання і площі будівельного об'єкта на відтавання мерзлого
грунту потрібно від декількох годин до цілого тижня. Розморожування
відбувається повільно при підігріві поверхні грунту, але досить швидко при введенні гарячої пари безпосередньо в шар
ґрунту. Подачу пари в грунт можна проводити тільки за локальним вводах, в той час як прогрівання поверхні грунту здійснюється одночасно на великій площі. Досвід показує, що для відтавання ділянки площею близько 1000 м2 (при
гпубине мерзлого грунту 1,5 м) потрібно кілька тижнів, якщо
в якості обладнання використовувати паропроникну агрегати
теплоцентралі будівельного ділянки, калорифери і т. д.
При аналізі витрат необхідно приділяти більше уваги
зимовим додаткових витрат і причин, що зумовив їх
появу. Удосконалення можуть бути спрямовані на поліпшення способів виконання тих будівельних робіт, які зумовлюють появу найбільших додаткових витрат. У
12

щодо виконання земляних робіт та зведення фундаментів немає ніяких опублікованих даних про зимових додаткових витратах. Такі витрати виникають у разі виконання додаткових будівельних робіт або їх ускладнення, застосування
наднормативних матеріалів, у зв'язку із зростанням потреби в
енергоресурсах, експлуатацією різних пристроїв і подовженням тривалості будівництва. Затримка будівельних робіт на два тижні у зв'язку з необхідністю відтавання
мерзлого ґрунту служить причиною зростання експлуатаційних та загальних витрат, наприклад, додаткового опалення будівель
на будівельному майданчику протягом того ж строку. Шляхом реєстрації витрат енергоресурсів на етапі виконання земляних робіт забезпечується можливість прийняття необхідних заходів щодо
економії енергії.
Зимові додаткові витрати можна віднести до будівельних елементів окремо, якщо в номенклатуру виконуваних робіт ввести новий літер "Роботи в зимових умовах".
Згідно з даними литером подібні операції можна
поділити наступним чином: відтавання грунту основи
конструкції, видалення снігу, прогрівання грунту, обладнання
теплозахисту і т. д. Роботи щодо здійснення захисних заходів потім можна перенести на етап виконання земляних робіт, так і, на етап будівництва каркасу будівлі. Витрата
енергії при виконанні робіт за таким методом може бути
зафіксований за основним вид'ам будівельних робіт — земляних, фундаментних робіт з будівництва каркаса і т. д., що
дозволить ввести удосконалення на відповідних етапах.
Технологія зведення фундаментів в зимових умовах залежить від місця будівництва і способу збирання блочних фундаментів: умов ґрунту як підстави конструкцій; типу будівлі
і конструкцій.
Умови грунту і безпосередньо тип самої будівлі істотно впливають на обсяг робіт з підготовки підстави будівлі та на
спосіб зведення фундаменту. Зведення фундаменту будівлі в
зимових умовах на скелястому ґрунті технічно досить прос-
то і, як правило, зимові додаткові витрати невеликі. При
будівництві фундаменту на ґрунтовій основі, схильному до впливу морозу, дуже важливо виключати можливість
промерзання грунту підстави протягом всього строку виконання
фундаментних робіт. Необхідність у проведенні заходів
по відтавання і обігріву грунту, а також його мерзлотозащите
залежить від тривалості зведення фундаменту. У багатьох випадках використання фундаментних блоків дозволяє прискорити
виконання робіт. Переваги фундаментних блоків незаперечні при будівництві в суворих кліматичних умовах.
При зведенні фундаментів з блоків зменшується витрата
енергоресурсів, прискорюється хід робіт і тим самим полегшується
виконання завдання з підтримання грунту в талому стані.

Однак пристрій фундаментів з окремих елементів передбачає хорошу підготовку грунту підстави будівлі; це зумовлює певні труднощі, особливо при будівництві в зимових умовах.
Одна з форм зведення фундаментів в зимових умовах —
так зване «зведення про запас», у відповідності з яким зведення фундаменту якого-небудь об'єкта здійснюється
до настання зимових холодів, в той час як сам фундамент
починають використовувати тільки в зимовий період. «Будівництво
про запас» вимагає гнучкості при виборі планових строків виконання будівельних робіт і тому можливо, як правило,
тільки на великих будівельних об'єктах, які передбачають
будівництво декількох будівель. При будівництві невеликих
будинків такий спосіб забезпечує досягнення найбільших переваг. Фундаменти невеликих будівель, як правило, закладаються на невелику глибину в грунт.
При зведенні неглибоких фундаментів «про запас» можна
використовувати конструктивну теплоізоляцію нижньої основи
самого фундаменту і захист фундаментів від промерзання.

Роботи з виїмки ґрунту та збільшення будівельних витрат залежать від глибини промерзання ґрунту (рис. 1). Сучасний досвід
показує неприпустимість зведення фундаментів на мерзлому
грунтовому підставі: перед початком фундаментних робіт необхідно провести відтавання грунту або заміну обмерзлого грунту талим.
Глибину розповсюдження мерзлоти можна оцінювати виходячи
з даних про вид грунту, морозопродолжительности і глибині
снігового покриву (рис. 2) . Швидкість промерзання грунту визначається орієнтовно з допомогою тих же графіків, якщо відома температура. Талий грунт на дні траншеї промерзає взимку при
температурі 20°С за два вихідних дні (не менше трьох діб) на
глибину 0,3—0,4 м, тому його не можна залишати без теплозахисту,
щоб не довелося в подальшому здійснювати відтавання. З
іншого боку, мерзлий шар грунту глибиною 1 м збільшується
на 0,2 м при морозі -20°С приблизно протягом 10 днів, що означає зменшення швидкості подальшого промерзання грунту з ростом глибини мерзлоти. Відповідно знижується швидкість відтавання мерзлого грунту за меое зростання його товщини.
Глибина закладки фундаменту на ґрунті, який не промерзає у період виконання будівельних робіт, залежить від часу року і тривалості будівельних робіт. Якщо початок
будівельних робіт по зведенню фундаментів на грунті, промерзлому тільки на глибину не більше 0,3 м і вкритий шаром снігу, віднести на початок березня, то глибина закладення фундаменту
в м рунте, не-має мерзлоти або не промерзающем під час
14

Глибина мерзлого грунту, м

Рис. 1. Залежність витрат на виконання земляних будівельних робіт
від глибини промерзання при коливаннях общой глибини споруджуються траншей в різних породах: гравійної (а), моренах (б), піщано-суглинистих
породах (в) і глинистих (г)
Рис. 2. Залежність глибини мерзлого грунту від морозопродолжительности
і товщини снігового покриву
- 0.1 0,2 0,3 0.4 0,5 Ц6 0,7
Глибина мерзлого грунту, м
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Глибина мерзлого грунту, м
Графік Порода
т [гравій, пісок, гравій але ио-
' 1 реповая, піщано море нова я
про
піщана, мулисто морснош
ш спина, глинисто иписпая^ < -~
грунтЬчз cumiui^^
гопокрова
,^-^средняч товщина сні/книги —
понроВа 8течение Усієї зими
I
20000 зоооо тоо ьоооо тієї
Морозопродолжитсльность Т. ч'З
піша
15

виконання будівельних робіт, залишається значно меншою,
ніж глибина закладки фундаменту в непромерзаючому грунті у
разі спорудження так званих холодних будівель і конструкцій.
Виходячи з цього, конструктивні захисні пристрої, що запобігають промерзанню грунту, слід встановлювати на можливо більш ранньому етапі будівництва або альтернативно збільшувати глибину закладення фундаменту, якщо немає можливості здійснювати захист грунту від промерзання в період виконання будівельних робіт.
При виконанні будівельних робіт доцільно проводити
спостереження за проникненням мерзлоти в грунт. Глибину мерзлоти
можна визначити або шляхом вимірювання, або шляхом оцінок на
підставі даних про кліматичні фактори. У період будівельних робіт необхідність використання даних про глибину закладення фундаменту в грунт без мерзлоти може виникнути передусім у тих випадках, коли тривалість перебування

ґрунтової основи в мерзлому стані невелика або промір:
зание ґрунту незначно. При закладці глибоких фундаментів
будівель не завжди потрібно застосовувати теплозахисні пристрою
від промерзання грунту.
3.3.2 Ізоляція фундаменту від мерзлоти грунту. Термін «ізоляція конструкцій від впливу мерзлоти» застосовується для
позначення досягається теплоізоляції будь-яких конструкцій від
впливу мерзлоти. При підтримці грунту в талому стані і зменшення поширення мерзлоти шляхом ізоляції
конструкцій виключаються втрати тепла з грунту, акумульованого земною поверхнею за літній період. Запобігання
промерзання грунту полегшує виконання землерийних і насипних робіт в зимових умовах.
Для захисту конструкцій від впливу мерзлоти в період зведення фундаментів доцільно в першу чергу використовувати конструктивну ізоляцію фундаментів, а також шар
теплоізоляції біля основи фундаментів. Вибір параметрів
конструктивних захисних пристроїв від впливу мерзлоти здійснюється з урахуванням впливу відповідних кліматичних умов.
Будівництво в зимових умовах можна полегшувати вже на етапі проектування конструкції фундаментів. Проблеми захисту фундаментів від впливу промерзання, що виникають при виконанні робіт, частково вирішуються шляхом відповідного розміщення конструктивних теплоізоляційних пристроїв, заміни
конструктивних елементів та проведення організаційних заходів робіт. Найбільш важкі конструктивні елементи слід виготовити заздалегідь або по можливості відсунути терміни їх
зведення до кінця зими.
Тепловміст поверхневих шарів ґрунту зменшується на
протягом всієї зими. Товщина захисного матеріалу, необхідна для запобігання поширення мерзлоти, залежить,
16

зокрема, від середньорічної температури, морозопродолжителъ-
нос1и, величини теплоиого градієнта (часу іода, mochi розташування по країні), вмісту вологи в грунті та інших теплотехнічних характеристик.
Найбільш поширеними теплоізоляційними матеріалами заводського виготовлення є комірчасті пластмаси, мінеральна вата і легкий гравій. На вибір теплоізоляційного пристрою впливають, насамперед, умови його застосування та характер
об'єкта, можливості використання конструктивного теплоізоляційного пристрою в період виконання робіт, а також фізичні властивості теплоізоляційного матеріалу (теплопровідність, вологонепроникність, вплив вологи на ізоляційні
властивості, механічна міцність) і його економічність. Як противомерзлотных пристроїв, застосовуваних у період
виконання будівельних робіт, придатні також багато природні матеріали, наприклад, смола, сніг і сухі грунти. Пошкодження поліетиленової оболонки захисних матів з мінеральної
вати збільшує вміст вологи в них, що призводить до зростання
теплопровідності.

При використанні мерзлотозащитных пристроїв слід пам'ятати:
теплоізоляційний шар повинен покривати всю площу ділянки, що захищається;
вплив вітру, що знижує ефективність теплоізоляції, можна
запобігти, використовуючи захисні покриття;
противомерзлотная захист повинна бути встановлена за місцем на
ранньому етапі виконання робіт, оскільки тепловміст поверхневих шарів ґрунту безперервно зменшується протягом
всієї зими;
теплоізоляційні пристрою повинні бути захищені від промокання або виконані з таких матеріалів, на теплоізоляційні властивості яких наявність вологи впливає незначно;
не допускається пошкодження теплоізоляційних пристроїв під
час або після виконання монтажних робіт;
особливу увагу необхідно звертати на правильну з точки
зору забезпечення мерзлотозащитных властивостей обробку кутів
будівель, земляних підлог, несучих балок і паль;
противомерзлотные пристрою при необхідності повинні
бути обладнані захистом від механічного впливу.
3.3.3.
обігріву. Захист грунту від промерзання в період виконання
будівельних робіт може бути організовано шляхом застосування
різних способів обігріву, наприклад, з допомогою кабелів з
великим електричним опором, гарячого повітря або гарячої води, а також інфрачервоного випромінювання. Необхідну
теплоту отримують з допомогою електричного струму, солярки або
скрапленого газу.
Спосіб електроопору застосовується двох варіантів:
з використанням низького, або захисного, напруги і напруги. Підтримання грунту талим за способом электро17

опору з використанням захисного напруги застосовується переважно для обігріву бетону, в той час як
спосіб електроопору з використанням мережевої напруги, як правило, для обігріву грунту.
Переваги способу електроопору із застосуванням
захисного напруги полягають у наступному:
використовується електричний провід опору дешевше,
ніж кабель з високим електроопором;
споживану потужність для відтавання грунту можна просто
регулювати за допомогою трансформатора;
даний спосіб придатний для обігріву бетону.
Недоліки способу електроопору, що базується на
застосуванні захисного напруги:
висока вартість струмопровідних кабелів;
можливість перегорання проводу опору;
висока вартість трансформатора, придбаного для використання виключно в режимі відтавання грунту.
Дроти з високим електричним опором можна
змонтувати на поверхні ґрунту або в грунті на необхідною
глибині, а також під фундаментом або всередині фундаменту в залежності від виду обігрівається конструкції і об'єкта. Надійність такого електрообігріву забезпечується в результаті використання двократною петлі. Допустима потужність обігрівального
дроти, як правило, не перевищує 100 Вт/м і на практиці достатня потужність коливається в межах 20-50 Вт/м в залежності
від додаткового захисту дроти, відстані між проводами
і місця їх розташування.
Аналогічним способом електроопору можна вважати
спосіб відтаювання ґрунту або підтримання його в талому стані
з допомогою водопровідних або паропроводных труб. Гаряча вода або водяна пара подаються в пластмассовые'або гумові трубки, змонтовані на поверхні ґрунту чи на деякій глибині від поверхні ґрунту у вигляді петель. Інтервали між петлями вибираються такими ж, як і для способу електроопору або великими. Новий спосіб обігріву грунту підходить для
таких будівельних майданчиків, на яких є теплоцентраль
або легко можна отримувати гарячу воду.
Промерзання ґрунту в період виконання будівельних робіт
можна запобігти також за допомогою гарячого повітря або пари.
Над захищеним об'єктом зводиться навіс висотою 0,2—0,5 м,
у який підводиться з одного або декількох місць пар або гаряче повітря з тим, щоб гепло розподілялося рівномірно по всій
захищається площі. Недоліком цього способу є низький
рівень к. п. д. використання енергії. Необхідність забезпечення
рециркуляції тепла нерідко вимагає вивітрювання його з-під захисного спорудження. При використанні потужної теплової захисту, наприклад, при коефіцієнті 0,5—1,0 Вт/ (м2- °С), зменшується
витрата енергії знижується тривалість експлуатації
теплогенеруючого обладнання.
18

В случли принудиюлыюи
згідно встановити під навісом вентилятор для подачі підігрітого повітря.
Пар або гаряче повітря можна використовувати тільки при проведенні вельми короткочасних захисних заходів, коли
монтаж теплоізоляційних пристроїв неможливий із-за складності конструкцій або з інших причин. Опалювання парою
або гарячим повітрям фундаментів, зводяться шляхом укладання
бетону на місці будівництва, одночасно забезпечує ефективний захист від промерзання грунту, однак при цьому температура виявляється невиправдано високу з точки зору мерзлото-
захисту.
Обігрів грунту за допомогою інфрачервоного випромінювання можна
вважати найкращим технологічним способом для підтримки
грунту в талому стані. Якщо на захищувану площу поверхні грунту можна зробити захисне покриття або звести над
нею захисний ангар, то рівень витрат теплової енергії можна
підняти до задовільною величини.
Спосіб інфрачервоного випромінювання забезпечує підтримання
температури поверхні грунту близько 0°С. Витрата теплової

енергії за цим способом для одержання більш високої температури ґрунту означає збільшення витрат. Для підтримки досить низької температури поверхні грунту випромінювачі необхідно монтувати високо над обігрівається об'єктом або відрегулювати їх на невелику потужність. При працюючій системі обігріву забезпечується ефективне виконання будівельних робіт на всьому талому ділянці будівельного майданчика.
3.3.4. Способи спостереження за функціонуванням мерзлсто-
захисту. Ефективність функціонування мерзлотозащиты в
період виконання будівельних робіт безперервно контролюється шляхом:
спостереження за динамікою зміни кліматичних факторів
і порівняння фактичних результатів вимірювання морозопродолжи-
ності з відповідними даними, закладеними в розрахунках
на етапі проектування;
визначення глибини і швидкості промерзання грунту, а також
вимірювання його температури. Глибина мерзлоти ґрунту визначається
або шляхом пробного буріння, або за допомогою прозорої поліетиленової мерзлотной трубки, заповненої водою. Трубка вставляється всередину захисної труби, попередньо встановленої в
землі. Місце замерзання води у поліетиленової трубки вказує на фактичну глибину поширення мерзлоти в навколишньому грунті.
Температури ґрунту вимірюють за допомогою найбільш надійних
термопарных пристроїв. Датчик виготовляється, наприклад, мідь-
константановой дроту, причому обмотки вимірювальної головки з'єднують між собою та спеціальним вимірювальним
приладом вимірюють різниця потенціалів, що виникають у провідниках. Перевагами таких термопар є їх невисока
вартість, малогабаритність, точність і швидкість виміру.

ти, підходь! длн використанні в якості підсипання під попом,
то до початку будівельних робіт повинно бути здійснено повне
відтавання грунту. При цьому заміна великих мас ґрунту з точки
зору економії енергоресурсів в деяких випадках може виявитися більш вигідною, проте за загальними витратами завжди більш
дорогої.
В результаті ущільнення ґрунту як матеріалу досягається,
зокрема, підвищення несучої здатності і міцності на
зріз безпосередньо грунту і конструкції, зменшення деформації готоиой конструкції, зниження водопроникності, а також незалежність від коливань метеорологічних умов.
На завершення робіт по влаштуванню підсипки в зимових умовах необхідно звертати особливу увагу. Не допускається
будівництво конструкцій з підсипанням на мерзлому грунті, крім того, сам матеріал підсипання не повинен замерзати під час
будівельних робіт. Не допускається зведення фундаментів на
промерзлій підсипання, у цьому випадку шар грунту попередньо повинен бути підданий відтавання і ущільнення або повністю вилучений. Замість будівництва на підсипці значно
надійніше закладати фундамент на природному грунті, якщо
неможливо придбати матеріали підсипання або ущільнювальні
пристрої, що відповідають суворим кліматичним умовам.
При зведенні фундаментів у зимових умовах найбільші
труднощі виникають на етапі будівництва нижнього шару земляних підлог, і вони посилюються з ростом товщини цього шару.
При влаштуванні підсипки в зимових умовах на ступінь її ущільнення і на кількість енергії, необхідної на створення цього
ущільнення, впливають головним чином такі фактори:
вид ґрунту (гранулометрия, форма гранул, гідравлічні характеристики) ;
температура навколишнього повітря і речовини ґрунту;
вміст вологи в матеріалі;
спосіб ущільнення і застосовуються для цього механізми.
Великі шматки грунту ущільнюються легше, ніж дрібні, у яких важче видаляється вода і повітря з пор між гранулами.

Товщина шару ґрунту, ущільнюваного за один прийом, також залежить
від його виду. При ущільненні насипного ґрунту в зимових умовах
зростає витрата споживаної енергії у зв'язку зі зниженням
температури грунту і підвищенням концентрації з нього вологи. У
зимових умовах товщина ущільнюються шарів насипного грунту
зменшується на 30-60% і тому кількість витрачається роботи в зимових умовах зростає в 2-3 рази порівняно з
літнім.
У Фінляндії розроблена спеціальна марка морозостійкого бетону «Р'/дус», схоплювання якого відбувається аж
до температури -т-15°С, після чого процес твердіння сповільнюється і повністю припиняється. Він призначений для полегшення виробництва будівельних робіт в зимових умовах і дозволяє заповнювати форми без застосування обігріву та захисних
заходів.

Рис. 3. Зростання міцності на стиск морозостійкого (тверднучого на морозі) бетону «Рудус» за температур — 10°С — 15°С.
Морозостійкий бетон «Рудус» являє собою готову'
суху суміш компонентів з використанням в якості в'яжучого
портландцементу (максимальний розмір зерна 3 мм) без вмісту будь-яких корозійно-активних речовин. Такий бетон можна застосовувати на будівництві після додавання води по інструкції. Час його укладання після додавання води — близько 30 хв.
Цей бетон не руйнується навіть у ранньому віці, і подальше
його твердіння відбувається з підвищенням температури повітря.
Морозостійкий бетон «Рудус» придатний для будь-яких будівельних робіт, пов'язаних з укладанням бетону в зимових умовах.
4.
4.1.
Особливим заходам з бетонування в зимових умовах надається дуже велике значення.
В умовах, коли середньодобова температура повітря опускається нижче +5°С, істотно сповільнюються реакції схоплювання
і процеси твердіння бетону, а нічні морози можуть зумовити
виникнення ушкоджень у структурі у зв'язку із замерзанням
тільки що забетонованих конструкцій.
Для збереження якості бетону найбільш важливим у зимових вус
умовах є замерзання рідкої фази.
Бетон повинен досягти такої міцності, при якій забезпечується видалення опалубки. Це вирішальним чином впливає на швидкість обороту опалубки, на графік виконання робіт і на величину витрат.
Термін «міцність до моменту замерзання» застосовується для
позначення мінімальної міцності, якою повинен володіти
бетон, перш ніж він може заледеніти, не втрачаючи при цьому пре-
22

дусморенных остаточних харакгиристик. Занадто ранній
момент замерзання бетону знижує його міцність і підвищує водопроникність.
Мінімальна міцність до моменту замерзання бетону різних класів міцності:
Клас міцності: До 10 До 20 До 30 До 40 До 50 До 60
Міцність до моменту замерзання. ■ ^ g 7-8.9
МН/м2
Поняття про мінімальної міцності не можна плутати з поняттям морозостійкості бетону, що застосовується для позначення здатності бетону, затверділого й досягла своєї міцності, протистояти повторюваних циклів замерзання і відтавання.
Термін «міцність до моменту видалення опалубки», або «рас-
палубочнач міцність», позначає міцність бетону, після досягнення якої можна зняти і видалити опалубку і всі опори. Середня величина міцності бетону повинна становити не менше 60%
проектної міцності, якщо не пред'являються особливі вимоги.
Для забезпечення рівного робочого ритму без перешкод при виконанні робіт по зведенню каркаса конструкції передбачається здійснення етапів необхідного планування, попередньої підготовки і складання детального плану заходів. На етапі складання плану і здійснення попередньої підготовки робіт з бет'онированию за місцем, згідно
Рис. 4. Залежність міцності на стиск бетону марки До 20 від тривалості
і температури твердіння
1 — +20°С; 2
на стиснення замороженого бетону, час з моменту укладання 7 діб ; в — уявна міцність до моменту замерзання 7-добового бетону; з — зниження міцності на стиск бетону, що відбувається на ранній стадії замерзання бетону
23

проектом, необхідно складати пояснення про вплив наступних
факторів (із зазначенням можливостей і обмежень, які обумовлені цими факторами) на отримання необхідних якостей бетону:
обладнання зі зведення опалубки і його використання;
придатність способу обігріву з використовуваним устаткуванням зведення опалубки;
очищення корінного грунту, скелі, встановлюваних конструкцій, опалубних форм і арматури від снігу та льоду;
способи здійснення обігріву бетону і контроль за процесом обігріву;
вид бетону та доданих матеріалів;
обладнання для бетонування;
процес бетонування, його тривалість, вибір часу початку бетонування;
заходи по догляду після зняття опалубки і забезпечення
якості бетону;
кошти теплозахисту;
організація теплозахисту;
розбирання теплозахисних пристроїв і опалубки.
План заходів повинен бути складений на підставі даних
про
необхідної міцності для видалення опалубки. До заходів
з попередньої підготовки відноситься також завчасна перевірка справності всіх обігріваючих пристроїв, а також
своєчасна доставка необхідних засобів і допоміжних матеріалів на робочий ділянку.
4.2.
4.2.1.
тонною суміші повинна бути тим вище, чим нижче температура зовнішнього повітря, чим довший шлях транспортування бетонної суміші,
чим триваліший час між виготовленням бетонної суміші
і ущільненням її в опалубці-формі і прийняттям заходів по захисту.
Величина втрат тепла залежить і від ефективності захисту бетонної суміші на етапі транспортування, а також від числа перевантажень
бетонної суміші. Температура бетонної суміші безпосередньо
після бетонування повинна становити не нижче 5°С і не вище
+40°С, а у разі застосування швидко тверднучого портландцементу — не вище +30°С (згідно будівельним правилам Фінляндії) . У зв'язку з цим початкова температура бетонної суміші
під час перевезення в зимових умовах повинна бути не менше
+15°С. Ця рекомендація не відноситься до робіт по зведенню
масивних бетонних конструкцій. Якщо температура зовнішнього
повітря опускається нижче 0°С, як правило, температуру бетонної
суміші необхідно підвищувати щонайменше на число градусів
морозу (тобто +15°С плюс число градусів морозу).

Зниження температури бетонної суміші під час її перевезення
на звичайних транспортних засобах- (автомобіль-бетоновоз їм
кісткою 4 — L > м~*) за даними вимірювань повинно становити 1 3°С
при різниці температур зовнішнього повітря і бетонної суміші в
межах 15— 40°С і тривалості транспортування 15-45
хв. Теплові втрати при вивантаженні бетонної суміші досягають
приблизно 1-2°С.
Подальше охолодження бетонної суміші в результаті необхідних переміщень її на самому робочому ділянці можна визначити за номограмою на рис. 5.
Для мінімального зниження температури бетонної суміші переносити її в опалубну форму слід якомога швидше і
при мінімальному числі робочих операцій. При будівництві в
зимових умовах доцільно оснащувати лотки для прийому і переміщення бетонної суміші теплоізоляцією і пристроями підігріву. Бетонування із застосуванням бетононасосів забезпечує швидку подачу бетонної суміші в опалубну форму і тому є гарним способом для зимових умов. Трубу бетононасоса рекомендується забезпечити теплоізоляцією по крайней
принаймні в тих випадках, коли відстань подачі бетонної суміші досить велика або в процесі роботи насоса передбачається робити зупинки.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)