Способ совмещенного строительства подземной и надземной части каркаса сооружения Российский патент 2018 года по МПК E02D29/45 

Изобретение относится к особым способам возведения сооружений в виде трехмерных строительных конструкций, состоящих преимущественно из несущих элементов в виде несущих перекрытий, полностью или частично бетонируемых на строительной площадке с применением опалубки или арматуры, и может быть использовано для строительства зданий и сооружений по технологии «top-down».

Известен способ строительства по технологии «top-down» (сверху-вниз»), описанный в статье «Технологии подземного строительства: выбор оптимального решения. Технология «top-down», источник ELport.ru, от 19.05.2014 г. (см. Приложение 1).

Известный способ подразумевает поярусную разработку грунта. Суть метода заключается в том, что объект возводится сверху вниз, а грунт вынимается из-под заливаемых перекрытий. Это позволяет экономить место и строить буквально «на пятачке», но требует максимально строгого соблюдения технологических норм и особого внимания к используемым материалам и конструкциям, в частности, из-за возможного контакта с грунтовыми водами.

Более конкретно способ осуществляется следующим образом.

По контуру сооружения возводится так называемая «стена в грунте», которая может быть монолитной или сборно-монолитной. Для этой цели обычно используется бетон с высоким уровнем водонепроницаемости, например, В-50 (М-250).

На начальном этапе стена может заливаться в предварительно выкопанной по периметру здания траншее, после чего из периметра выбирается грунт. Возможен и вариант с предварительной выемкой неглубокого (несколько метров) котлована и укреплением его стен шпунтовыми сваями. Также используется укрепление котлована методом секущихся свай.

Затем на глубине 2-3 метров заливается монолитное перекрытие, которое удерживает стены котлована от обрушения и в то же время является нулевой отметкой для верхнего подземного этажа.

После затвердевания бетона начинаются работы по извлечению грунта из-под готового перекрытия. Как правило, этот процесс осуществляется средствами малой механизации, с помощью которых грунт подается к специальному отверстию в монолитной конструкции, а затем - поднимается наверх.

По мере углубления стены котлована вновь укрепляются бетоном, а при достижении отметки следующего этажа снова заливается очередное перекрытие.

Несмотря на то, что за рубежом этот метод применяется весьма широко, для российских строителей он все еще является экзотикой по причине своей дороговизны и необходимости использовать большое количество специальной техники.

В то же время преимущества метода «top-down» неоспоримы: применение перекрытий в качестве распорок помогает избежать обрушения, а размер рабочей площадки минимален.

Наиболее близким по техническому исполнению к заявляемому является способ строительства по технологии «вверх-вниз», кратко описанный ниже и выбранный в качестве прототипа.

Известный способ строительства по технологии «вверх-вниз» кратко описан в источнике «Руководство. Руководство по комплексному освоению подземного пространства крупных городов» на сайте snipov.net/c_4646_snip_108686.html (см. Приложение 2).

Метод строительства «вверх-вниз» предусматривает строительство зданий с несколькими подземными этажами за счет одновременного сооружения этажей вверх и вниз от уровня поверхности земли с устройством ограждения котлована способом «стена в грунте», которое часто служит стеной подземной части здания. Строительство таким методом позволяет сократить общие сроки строительства здания в целом до 30%.

Строительство по схеме «вверх-вниз» начинается с устройства траншейных «стен в грунте» по периметру сооружения и промежуточных буровых опор (колонн). Траншейные стены и буровые колонны служат опорами будущих конструкций верхнего строения. Далее начинается открытая разработка грунта на первом подземном ярусе и параллельно захватками возводится перекрытие над первым этажом (в уровне земли) заливкой его при достижении бетоном перекрытия в уровне земли 75% прочности, на нем в специально усиленной зоне стационарно устанавливается башенный кран. По достижении бетоном перекрытия 100% прочности начинается возведение конструкций наземных этажей и одновременно ведется строительство второго и последующих подземных этажей по одному из трех технологических приемов, описанных выше.

При этом могут быть использованы три основных технологических приема, определяющих порядок возведения монолитных железобетонных перекрытий и поярусной разработки грунта под их защитой.

Первый прием базируется на опережающем возведении перекрытий по отношению к поярусной разработке грунта в котловане, при этом бетонирование перекрытий осуществляется безопалубочным методом непосредственно на подготовленном грунтовом основании (рис. 4.5).

Второй прием предполагает опережающую поярусную разработку грунта и последующее возведение перекрытий с помощью инвентарной опалубки, опирающейся на подготовленное грунтовое основание.

Третий прием - комбинированный и сочетает в себе как элементы технологии возведения перекрытий безопалубочным методом, так и с опиранием инвентарной опалубки на подготовленное грунтовое основание (рис. 4.6).

Из трех приемов наиболее эффективен второй, позволяющий существенно снизить трудоемкость, продолжительность процесса и стоимость экскавации котлована.

Недостатки известного способа заключаются в следующем.

1. При использовании тиксотропного раствора усложняется работа способа «стена в грунте» в зимних условиях.

2. Качество и прочность стен, возведенных способом «стена в грунте», не соответствует требованиям к стенам подземного сооружения, поскольку стены бетонируются «вслепую».

3. Выемка грунта после заливки плиты бетоном на подземном ярусе непосредственно на грунте затруднена.

4. Изготовление плит перекрытия на высоте ярусов производится гораздо дольше и менее экономично, чем изготовление плит в одном месте на нулевой отметке.

Таким образом, подытоживая вышесказанное, можно сказать, что недостатком известного способа является его недостаточно высокая эффективность, обусловленная сложностью осуществления (из-за трудности создания стены в грунте в зимних условиях, выемки грунта после заливки плиты бетоном на подземном ярусе), не вполне удовлетворительным качеством (из-за бетонирования подземных стен вслепую), и длительностью выполнения (из-за низкой скорости монтажа надземной части, значительной трудоемкости изготовления плит перекрытия на высоте каждого из ярусов).

Задачей является повышение эффективности способа строительства.

Поставленная задача решается тем, что в способе совмещенного строительства подземной и надземной части каркаса сооружения, включающий подготовку строительной площадки, ограждение котлована, в том числе с помощью промежуточных буровых опор (колонн), служащих опорами будущих конструкций верхнего строения, последующую открытую разработку грунта на первом подземном ярусе, возведение параллельно захватками перекрытия над первым этажом (в уровне земли), заливку его при достижении бетоном перекрытия в уровне земли 75% прочности, стационарную установку на нем в специально усиленной зоне башенного крана, возведение по достижении бетоном перекрытия 100% прочности конструкций наземных этажей и одновременное строительство второго и последующих подземных этажей путем опережающего возведения перекрытий по отношению к поярусной разработке грунта в котловане с бетонированием перекрытий и заливки монолитного перекрытия, удерживающего стены котлована от обрушения и в то же время являющегося нулевой отметкой для верхнего подземного этажа, работы по извлечению грунта из-под готового перекрытия после затвердевания бетона, укрепление бетоном стен котлована по мере углубления, заливку очередного перекрытия при достижении отметки следующего этажа и достижении бетоном перекрытия 100% прочности, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, при строительстве в качестве бетона используют композитные материалы, при ограждении котлована для подземных колонн бурят скважины с обсадными трубами, затем бетонируют их с виброустановкой армированного каркаса и переходных кондукторов, монтируют надземные трубокомпозитные колонны высотой Н=12 м=4h, где h=3 м - высота этажа, на переходные кондукторы подземных колонн, устанавливают с опиранием на вертикальные поверхности колонн горизонтальный монтажный самоподъемный механический блок, несущий на себе гидродомкраты для стен и полиспасты для плит, при создании перекрытия в уровне земли одновременно бетонируют четыре монолитных плиты для строительства вверх-вниз, для чего вынимают грунт подземной части на глубину = -Н, укрепляют образовавшиеся вертикальные грунтовые стены путем бурения их металлическими винтовыми сваями длиной до 60 м с углом наклона 20-25° к горизонтали с технологией бетонного анкера для стабилизации грунтовых масс и крепления стальных щитов и стальных ребер жесткости к оголовникам винтовых свай, и последующего бетонирования наружных стен с одновременным созданием внутреннего ствола ядра жесткости способом «опускающегося бетона» со скоростью 0, 9 см /мин с временным закреплением на колонны, производят выемку грунта с отметки -Н м до отметки - 2Н м с закреплением грунтовых стен, опускают наружные стены и внутренний ствол ядра жесткости с отметки 0 до -Н на отметку -Н до -2Н, формируя захватку №1, снова вынимают грунт с отметки -2Н до отметки -3Н с вышеописанным закреплением грунтовых стен, бетонируют армированную монолитную фундаментную плиту - подушку с закреплением в ней подземных трубоколонн с отметки -(3Н+h) до отметки -3Н, бетонируют стены и ствол ядра способом опускающегося бетона с отметки 0 до отметки -Н, формируя захватку №2, опускают захватку №1 с отметки -Н до -2Н на отметку -2Н до отметки -3Н на монолитную плиту с постоянным закреплением к колоннам, далее опускают захватку №2 с отметки 0 до отметки -Н на отметку -Н до отметки -2Н с установкой на захватку №1 с закреплением к колоннам, бетонируют наружные стены и внутренние стены ядра жесткости с отметки 0 до отметки -Н, формируя захватку №3 с установкой на захватку №2 с закреплением к колоннам, после чего начинают вести строительство надземной части, для чего производят самоподъем монтажного блока на отметку +Н м, затем бетонируют наружные стены и внутренние стены ядра жесткости с отметки 0 до отметки +Н м на отметку 0 с установкой на стены захватки №3 с закреплением к колоннам, формируя захватку №4, затем с помощью башенного крана наращивают трубокомпозит колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей, далее продолжают строительство стен вверх путем последовательного выполнения следующих операций - самоподъема монтажного блока на отметку +NH м, где N - целые числа от 3 до 6, установки временных горизонтальных связей между колоннами на отметках +2Н и +4Н, бетонирования наружных стен и стен ядра жесткости способом опускающегося бетона с отметки +NH м на отметку +(N-1)H м с установкой на захватку №К, где К - целые числа от 4 до 9 с закреплением к колоннам и формированием захватки №5, наращивания с помощью башенного крана трубокомпозитных колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей до выполнения захватки №9, после чего осуществляют последовательный монтаж этажных перекрытий, для чего производят подъем и опускание с помощью полиспастов плит перекрытия путем одновременного подъема плит №1.2. и №1.1. на отметку +6Н и +(6H-h) и опускание плиты №1 на отметку -3Н с постоянным креплением к колоннам и стенам, при этом вес плиты №1 равен суммарному весу плит №1.2.и 1.1, далее аналогичным образом последовательно производят монтаж плит этажных перекрытий вверху и внизу путем опускания плиты №С, где С=2+F, где F - целые числа от 0 до 9, на отметку 0,000, бетонирования монолитных плат №(С+1), №С.1, №С.2, подъема и опускания плит №С.1, №С2 на отметку 17h и 18h, плиты №С - на отметку -9h, при этом вес плиты С равен суммарному весу плит №С.1 и С.2,.и так далее, последовательно опуская плиты С+F на высоту от -8h до опускания плиты С+9 на отметку 0.000, и подъема и опускания плит (С+8).1. и (С+8).2 до отметки +1h и+2h,, при этом всегда вес плиты (С+F) равен суммарному весу плит №[С+(F-1)].1 и [С+(F-1)].2.

Использование при строительстве в качестве бетона композитных материалов обеспечивает более высокое качество элементов конструкции и их более высокую прочность; ограждение котлована только с помощью подземных трубокомпозитных колонн с виброустановкой в них армированного каркаса, обеспечивающей их высокую прочность, в совокупности с последующим монтажом надземных трубокомпозитных колонн на переходные кондукторы подземных колонн с помощью устанавливаемого с опиранием на вертикальные поверхности колонн горизонтального монтажного самоподъемного механического блока, несущего на себе гидродомкраты для стен и полиспасты для плит, существенно упрощает и ускоряет этот этап работ. Бетонирование при создании перекрытия в уровне земли одновременно четырех монолитных плит для строительства вверх-вниз с выемкой грунта подземной части на глубину - Н=12 м, равной высоте 4 этажей, также ускоряет и упрощает процесс строительства. Укрепление образовавшихся вертикальных грунтовых стен путем бурения их металлическими винтовыми сваями длиной до 60 м с углом наклона 20-25° к горизонтали с технологией бетонного анкера для стабилизации грунтовых масс и крепления стальных щитов и стальных ребер жесткости к оголовникам винтовых свай упрочняет конструкцию. Последующее бетонирование наружных стен с одновременным созданием внутреннего ствола ядра обеспечивает высокую прочность конструкции, а использование при этом способа опускающегося бетона с временным закреплением на колонны существенно упрощает технологию при хорошем качестве бетонирования. Последовательное опускание вниз наружных стен и внутреннего ствола ядра жесткости с нулевой отметки на отметки -Н, -2Н, -3Н с последовательным формированием захваток №1-3 с последующей выемкой грунта и вышеописанным закреплением стен и бетонированием армированной монолитной плиты-подушки с закреплением в ней подземных трубокомпозитных колонн и бетонированием стен и ядра ствола жесткости способом опускающегося бетона в совокупности с опусканием захватки №2 на захватку №1, а захватки №3 на захватку №2 обеспечивает опускание монолитных плит перекрытия на соответствующие подземные уровни ниже монолитной плиты -подушки с закреплением стен к колоннам обеспечивает более простое и быстрое строительство ярусов этажей вниз. Последующее строительство надземной части каркаса вверх, обеспечиваемое посредством последовательного выполнения однотипных операций таких как самоподъем монтажного блока с отметки 0 на отметку +Н и последовательно до отметки +NH с бетонированием наружных стен и внутренних стен ядра жесткости в совокупности с наращиванием с помощью башенного крана трубокомпозитных колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей между колоннами позволяет ускорить процесс строительства вверх стен каркаса. Дальнейшее выполнение монтажа этажных перекрытий путем одновременнного подъема для каждого яруса трех плит - двух плит на отметки 2-х этажей вверх и опускания третьей плиты на отметку одного яруса вниз с постоянным креплением к колоннам и стенам при условии, что вес двух плит, служащих этажными перекрытиями, равен весу плиты перекрытия яруса, обеспечивает прочность конструкции и достаточно быстрое ее возведение.

Таким образом, в целом заявляемый способ строительства каркаса сооружения как в его подземной, так и в надземной части, является более эффективным, поскольку обеспечивает его высокие прочностные свойства и весьма быстрое возведение каркаса.

Технический результат- обеспечение высоких прочностных характеристик каркаса и и достаточно простое и быстрое его возведение.

Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как использование при строительстве в качестве бетона композитных материалов, бурение для подземных колонн скважин с обсадными трубами при ограждении котлована с последующим бетонированием их с виброустановкой армированного каркаса и переходных кондукторов, монтаж надземных трубокомпозитных колонн высотой Н=12 м=4h, где h=3 м - высота этажа, на переходные кондукторы подземных колонн, установка с опиранием на вертикальные поверхности колонн горизонтального монтажного самоподъемного механического блока, несущего на себе гидродомкраты для стен и полиспасты для плит, одновременное бетонирование четырех монолитных плит для строительства вверх-вниз при создании перекрытия в уровне земли с выемкой грунта подземной части на глубину = -Н, укрепление образовавшихся вертикальных грунтовых стен путем бурения их металлическими винтовыми сваями длиной до 60 м с углом наклона 20-25° к горизонтали с технологией бетонного анкера для стабилизации грунтовых масс и крепления стальных щитов и стальных ребер жесткости к оголовникам винтовых свай, последующее бетонирование наружных стен с одновременным созданием внутреннего ствола ядра жесткости способом «опускающегося бетона» со скоростью 0, 9 см /мин с временным закреплением на колонны, проведение выемки грунта с отметки -Н м до отметки - 2Н м с закреплением грунтовых стен, опускание наружных стен и внутреннего ствола ядра жесткости с отметки 0 до -Н на отметку -Н до -2Н, с формированием захватки №1, последующая выемка грунта с отметки -2Н до отметки -3Н с вышеописанным закреплением грунтовых стен, бетонирование армированной монолитной фундаментной плиты - подушки с закреплением в ней подземных трубоколонн с отметки - (3Н+h) до отметки -3Н, бетонирование стен и ствола ядра способом опускающегося бетона с отметки 0 до отметки -Н, формирование захватки №2, опускание захватки №1 с отметки -Н до -2Н на отметку -2Н до отметки -3Н на монолитную плиту с постоянным закреплением к колоннам, опускание захватки №2 с отметки 0 до отметки -Н на отметку -Н до отметки -2Н с установкой на захватку №1 с закреплением к колоннам, бетонирование наружных стен и внутренних стен ядра жесткости с отметки 0 до отметки -Н с формированием захватки №3 с установкой на захватку №2 с закреплением к колоннам, последующее строительство надземной части, с выполнением таких операций как выполнение самоподъема монтажного блока на отметку +Н м, бетонирование наружных стен и внутренних стен ядра жесткости с отметки 0 до отметки +Н м на отметку О с установкой на стены захватки №3 с закреплением к колоннам, формирование захватки №4, наращивание с помощью башенного крана трубокомпозитных колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей, продолжение строительства стен вверх путем последовательного выполнения следующих операций-самоподъема монтажного блока на отметку +NH м, где N -целые числа от 3 до 6, установки временных горизонтальных связей между колоннами на отметках +2Н и +4Н, бетонирования наружных стен и стен ядра жесткости способом опускающегося бетона с отметки +NH м на отметку +(N-1)H м с установкой на захватку №К, где К-целые числа от 4 до 9 с закреплением к колоннам и формированием захватки №5, наращивания с помощью башенного крана трубокомпозитных колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей до выполнения захватки №9, осуществление последовательного монтажа этажных перекрытий посредством подъема и опускания с помощью полиспастов плит перекрытия путем одновременного подъема плит №1.2. и №1.1. на отметку +6Н и +(6H-h) и опускания плиты №1 на отметку -3Н с постоянным креплением к колоннам и стенам, при этом вес плиты №1 равен суммарному весу плит №1.2.и 1.1, дальнейший производимый аналогичным образом последовательный монтаж плит этажных перекрытий вверху и внизу путем опускания плиты №С, где С=2+F, где F - целые числа от 0 до 9, на отметку 0,000, бетонирования монолитных плат №(С+1), №С.1, №С2, подъема и опускания плит №С.1, №С2 на отметку 17h и 18h, плиты №С - на отметку -9h, при этом вес плиты С равен суммарному весу плит №С.1 и С.2, и так далее, последовательно опуская плиты С+F на высоту от -8h до опускания плиты С+9 на отметку 0.000, и подъема и опускания плит (С+8). 1. и (С+8).2 до отметки +1h и +2h,, при этом всегда вес плиты (С+F) равен суммарному весу плит №[С+(F-1)].1 и [С+(F-1)].2, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата при неочевидности этого для специалиста среднего уровня, поэтому он считает, что заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ может найти широкое применение в современном строительстве зданий и сооружений в условиях больших городов с их тесной застройкой и отсутствием свободных строительных площадок в уже обжитых районах, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение иллюстрируется чертежами, где схематично показаны на:

- фиг. 1 - вид по вертикали сбоку каркаса сооружения;

- фиг. 2 - вид каркаса сверху.

Примечание: на чертежах названы лишь отдельные элементы - гидродомкраты, полиспасты, ядро жесткости и обозначены авторами плиты и захватки. Заявляемый способ заключается в следующем.

Способ совмещенного строительства подземной и надземной части каркаса сооружения начинается с подготовки строительной площадки и ограждения котлована с помощью промежуточных буровых опор (колонн), служащих опорами будущих конструкций верхнего строения. При этом для подземных колонн бурят скважины с обсадными трубами, затем бетонируют их с виброустановкой армированного каркаса и переходных кондукторов, монтируют надземные трубокомпозитные колонны высотой Н=12 м - 4h, где h=3 м - высота этажа, на переходные кондукторы подземных колонн, устанавливают с опиранием на вертикальные поверхности колонн горизонтальный монтажный самоподъемный механический блок, несущий на себе гидродомкраты для стен и полиспасты для плит. Затем производят последующую открытую разработку грунта на первом подземном ярусе и возведение параллельно захватками перекрытия над первым этажом (в уровне земли). При создании перекрытия в уровне земли одновременно бетонируют четыре монолитных плиты для строительства вверх-вниз, для чего вынимают грунт подземной части на глубину = -Н, укрепляют образовавшиеся вертикальные грунтовые стены путем бурения их металлическими винтовыми сваями длиной до 60 м с углом наклона 20-25° к горизонтали с технологией бетонного анкера для стабилизации грунтовых масс и крепления стальных щитов и стальных ребер к оголовникам винтовых свай. Ведут одновременное строительство второго и последующих подземных этажей путем опережающего возведения перекрытий по отношению к поярусной разработке грунта в котловане с бетонированием перекрытий и заливки монолитного перекрытия, удерживающего стены котлована от обрушения и в то же время являющегося нулевой отметкой для верхнего подземного этажа. При этом выполняют заливку перекрытия при достижении бетоном в уровне земли 75% прочности путем последующего бетонирования наружных стен с одновременным созданием внутреннего ствола ядра жесткости способом «опускающегося бетона» со скоростью 0, 9 см /мин с временным закреплением на колонны. Производят выемку грунта с отметки -Н м до отметки - 2Н м с закреплением грунтовых стен, опускают наружные стены и внутренний ствол ядра жесткости с отметки 0 до -Н на отметку -Н до -2Н, формируя захватку №1, снова вынимают грунт с отметки -2Н до отметки -3Н с вышеописанным закреплением грунтовых стен. Далее бетонируют армированную монолитную фундаментную плиту - подушку с закреплением в ней подземных трубоколонн с отметки -(3Н+h) до отметки -3Н. Затем бетонируют стены и ствол ядра способом опускающегося бетона с отметки 0 до отметки -Н, формируя захватку №2, опускают захватку №1 с отметки -Н до -2Н на отметку -2Н до отметки -3Н на монолитную плиту с постоянным закреплением к колоннам. Опускают захватку №2 с отметки 0 до отметки -Н на отметку -Н до отметки -2Н с установкой на захватку №1 с закреплением к колоннам, бетонируют наружные стены и внутренние стены ядра жесткости с отметки 0 до отметки -Н, формируя захватку №3 с установкой на захватку №2 с закреплением к колоннам. После этого начинают вести строительство надземной части, для чего производят самоподъем монтажного блока на отметку +Н м, затем бетонируют наружные стены и внутренние стены ядра жесткости с отметки 0 до отметки +Н м на отметку 0 с установкой на стены захватки №3 с закреплением к колоннам, формируя захватку №4. При этом производят стационарную установку на перекрытии в специально усиленной зоне башенного крана. С помощью башенного крана наращивают трубокомпозит колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей. Далее продолжают возведение по достижении бетоном перекрытия 100% прочности конструкций наземных этажей, осуществляя строительство стен вверх путем последовательного выполнения следующих операций: самоподъема монтажного блока на отметку +NH м, где N -целые числа от 3 до 6, установки временных горизонтальных связей между колоннами на отметках +2Н и +4Н, бетонирования наружных стен и стен ядра жесткости способом опускающегося бетона с отметки +NH м на отметку +(N-1)H м с установкой на захватку №К, где К-целые числа от 4 до 9 с закреплением к колоннам и формированием захватки №5, наращивания с помощью башенного крана трубокомпозитных колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей до выполнения захватки №9. После этого осуществляют последовательный монтаж этажных перекрытий, для чего производят подъем и опускание с помощью полиспастов плит перекрытия путем одновременного подъема плит №1.2. и №1.1. на отметку +6Н и +(6H-h) и опускание плиты №1 на отметку -3Н с постоянным креплением к колоннам и стенам, при этом вес плиты №1 равен суммарному весу плит №1.2.и 1.1.

Далее аналогичным образом последовательно производят монтаж плит этажных перекрытий вверху и внизу путем опускания плиты №С, где С=2+F, где F - целые числа от 0 до 9, на отметку 0,000, бетонирования монолитных плит №(С+1), №С.1, №С2, подъема и опускания плит №С.1, №С.2 на отметку 17h и 18h, плиты №С - на отметку -9h, при этом вес плиты С равен суммарному весу плит №С.1 и С.2, и так далее, последовательно опуская плиты С+F на высоту от -8h до опускания плиты С+9 на отметку 0.000, и подъема и опускания плит (С+8).1. и (С+8).2 до отметки +1h и+2h. Всегда вес плиты (С+F) равен суммарному весу плит №[С+(F-1)].l и [С+(F-1)].2. При этом при строительстве в качестве бетона используют композитные материалы.

Более конкретно способ осуществляется в частности, следующим образом, путем последовательного выполнения нижеуказанных операций.

Подготавливают строительную площадку, для чего производят такие операции как:

1. Снятие растительного слоя.

2. Планировка площадки.

3. Засыпка площадки несжимаемым грунтом.

4. Установка створных знаков и реперов для определения рабочих осей и высотных отметок.

Затем производят ограждение котлована, для чего выполняют:

5. Бурение скважин с обсадными трубами глубиной L=50 метров.

6. Композитирование скважин с виброустановкой армированного каркаса и переходных кондукторов.

7. Монтаж трубокомпозит колонн высотой, Н=12 метров на переходные кондуктора подземных колонн.

Начинают возведение параллельно захватками перекрытия над первым этажом, выполняя такие операции как:

8. Установка с опиранием на вертикальные поверхности колонн горизонтального монтажного самоподъемного механического блока 1, несущего на себе гидродомкраты 2 для стен и полиспасты 3 для плит.

9. Композитирование на отметке. 0,000 монолитных плит №1, №2, №1.2, №1.1.

10. Выемка грунта подземной части на глубину 12 метров.

Укрепляют образовавшиеся вертикальные грунтовые стены, для чего производят:

II. Бурение вертикальных грунтовых стен винтовыми сваями длиной до 60 м с углом наклона 20-25° от горизонта с технологией бетонного якоря для стабилизации грунтовых масс.

12. Крепление стальных щитов и стальных ребер жесткости к оголовникам винтовых свай.

Выполняют последующее бетонирование наружных стен с созданием внутреннего ствола ядра жесткости, для чего производят:

12. Композитирование стен наружных и внутреннего ствола ядра жесткости «способом опускающегося бетона» со скоростью 0,9 см в минуту. С отметки 0,000 до отметки -12 метров (Захватка №1) с временным закреплением на колонны. Способ опускающегося бетона подробно описан в п. РФ №2566540.

13. Выемка грунта с отметки -12 м до отметки -24 м с закреплением грунтовых стен.

14. Опускание стен наружных и внутреннего ствола ядра жесткости (Захватка №1) с отметки 0 до-12 на отметку-12 до-24.

15. Выемка грунта с отметки. -24 м до отметки -36 м с закреплением грунтовых стен.

16. Композитирование армированной монолитной фундаментной плиты (подушки) с закреплением в ней подземных трубоколонн с отметки -39 м до отметки -36 м.

17. Композитирование стены и ядра « способом опускающегося бетона», с отметки 0,000 до отметки -12 м (Захватка№2).

18. Опускание захватки №1 с отметки -12 до -24 на отметку -24 до -36 на монолитную плиту с постоянным закреплением к колоннам.

19. Опускание захватки №2 с отметки 0 до -12 до отметки -12 до отметки -24 с установкой на захватку №1 и закрепление к колоннам.

Бетонируют наружные стены и внутренние стены ядра 3 жесткости, выполняя:

20. Композитирование стен наружных и внутренних стен ядра жесткости с отметки 0,000 до отметки -12 (Захватка №3) с установкой на захватку №2 с закреплением к колоннам.

21. Самоподъем монтажного блока на отметку +12 метров.

22. Композитирование наружных стен и стен ядра жесткости на отметку +12 метров на отметку 0,000 с установкой на стены захватки №3 с закреплением к колоннам (Захватка №4).

Производят наращивание трубокомпозитных колонн, для чего:

23. С помощью башенного крана выполняют наращивание трубокомпозит колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей.

Далее продолжают строительство стен вверх, для чего выполняют последовательно:

24. Самоподъем монтажного блока 1 на отметку +24 метра.

25. Установку временных горизонтальных связей между колоннами на отметку +24 м.

26. Композитирование наружных стен и стен ядра жесткости с отметки +24 м на отметку +12 м с установкой на захватку №4 с закреплением к колоннам (Захватка №5).

27. С помощью башенного крана выполняют наращивание трубокомпозит колонн, с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей.

28. Самоподъем монтажного блока 1 до отметки +36 метров.

29. Композитирование наружных стен и стен ядра жесткости « способом опускающегося бетона» с отметки +36 м до отметки +24 м, с закреплением к колоннам (Захватка №6).

30. С помощью башенного крана выполняют наращивание трубокомпозит колонн, с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей.

31. Самоподъем монтажного блока 1 до отметки +48 метров.

32. Установку временных горизонтальных связей на отметку +48 метров.

33. Композитирование наружных стен и стен ядра жесткости с отметки +48 метров на отметку +36 метров (Захватка №7).

34. С помощью башенного крана осуществляют наращивание трубокомпозит колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей.

35. Самоподъем монтажного блока до отметки +60 метров.

36. Композитирование наружных стен и стен ядра жесткости с отметки+60 метров на отметку +48 метров (Захватка №8).

37. С помощью башенного крана производят наращивание трубокомпозит колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей.

38. Самоподъем монтажного блока 1 до отм. +72 метра.

39. Композитирование наружных стен и стен ядра жесткости выполняют « способом опускающегося бетона» с отметки 72 м на отметку +60 метров с установкой на стены (Захватка №8) и крепление к колоннам (Захватка №9).

Далее осуществляют последовательный монтаж этажных перекрытий, для чего выполняют такие операции как:

40. Подъем и опускание с помощью полиспастов 3 плит перекрытия, одновременный подъем плит №1.2 и №1.1 на отметку +72 м и +69 м и опускание плиты №1 на отметку -36 м, с постоянным креплением к колоннам и стенам. Вес плиты №1 равен суммарному весу плит №1.2 и №1.1.

41. Опускание плиты №2 на отметку 0,000.

42. Композитирование монолитных плит №3, №2.2, №2.1 с набором прочности>70%. Затем последовательно аналогичным образом производят монтаж плит этажных перекрытий вверху и внизу путем выполнения таких операций как:

43. Подъем и опускание плит №2.2 и №2.1 на отметку +63 и +66., плиты №2 на отметку -33 м. При этом вес плиты №2 равен суммарному весу плит №2.2 и №2.1.

44. Опускание плиты №3 на отметку 0,000.

45. Композитирование монолитных плит №4, №3.2, №3.1.

46. Подъем и опускание плит №3.2 и №3.1 на отметку +57 м и +60 м., плиты №3 на отметку -30 м. Вес плиты №3 равен суммарному весу плит №3.2 и №3.1.

47. Опускание плиты №4 на отметку 0,00.

48. Композитирование монолитных плит №5, №4.2, №4.1.

49. Подъем и опускание плит №4.2 и №4.1 на отметку +51 м и +54 м., плиты №4на отметку -27 м. Вес плиты №4 равен. суммарному весу плит №4.2 и №4.1.

50. Опускание плиты №5 на отметку 0,000.

51. Композитирование плит №6, №5.2, №5.1.

52. Подъем и опускание плит №5.2 и №5.1 на отметку +45 м и +48 м, плиты №5 на отметку -24 м. Вес плиты №5 равен суммарному весу плит №5.2 и №5.1.

53. Опускание плиты №6 на отметку 0,000.

54. Композитирование плит №7, №6.2, №6.1.

55. Подъем и опускание плит №6.2 и №6.1на отметку +39 м и +42 м., плиты №6 на отметку -21 метр. Вес плиты №6 равен суммарному весу плит №6.2 и №6.1.

56. Опускание плиты №7 на отметку 0,00.

57. Композитирование плит №8, №7.2, №7.1.

58. Подъем и опускание плит №7.2 №7.1 на отметку +33 м и +36 м., плиты №7на отметку -18 метров. Вес плиты №7 равен суммарному весу плит №7.2 и №7.1.

59. Опускание плиты №8 на отметку 0.000.

60. Композитирование плит №9, №8.2и №8.1.

61. Подъем и опускание плит №8.2 и №8.1 на отметку +27 м и +30 м, плиты №8 на отметку -15 метров. Вес плиты №8 равен суммарному весу плит №8.2 №8.1.

62. Опускание плиты №9 на отметку 0,000.

63. Композитирование плит №10, №9.2, №9.1.

64. Подъем и опускание плит №9.2 и №9.1 на отметку +21 м и +24 м, плиты №9 на отметку -12 метров. Вес плиты №9 равен суммарному весу плит №9.2 и №9.1.

65. Опускание плиты №10 на отметку 0,000.

66. Композитирование плит №11, №10.2, №10.1.и №10 на отметку -9 метров. Вес плиты №10 равен суммарному весу плит №10.2и №10.1.

67. Опускание плиты №11 на отметку 0,000.

68. Композитирование плит №12, №11.2, №11.1.

69. Подъем и опускание плит №11.2, №11.1 на отметку +9 м, 12 м, плиты №11 на отметку - 6 метров. Вес плиты №11 равен суммарному весу плит №11.2 и №11.1.

70. Опускание плиты №12 на отметку 0,000.

71. Композитирование плит №13, №12.2, №12.1.

72. Подъем и опускание плит №12.2, №12.1 на отметку +3 м, +6 м, плиты №12 на отметку -3 метра. Вес плиты №12 равен суммарному весу плит №12.2 и №12.1.

73. Опускание плиты №13 на отметку 0,000.

Примечание: на фиг. 1 - слева по вертикали - номера плит, справа - высота и (со знаком «+» глубина (со знаком «-») в метрах.

Таким образом, выполнено сооружение наземной и подземной частей каркаса здания: 24 этажа вверх (25-ый этаж - технический) и 12 этажей вниз.

В сравнении с прототипом заявляемый способ совмещенного строительства подземной и надземной части каркаса сооружения является более эффективным, т.к. позволяет выполнять строительные работы более качественно и в более короткие сроки.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам возведения каркасных сооружений. Задачей является повышение эффективности способа строительства. Описываются операции по возведению здания, совмещающие строительство подземной и надземной частей каркаса. 2 ил.

Способ совмещенного строительства подземной и надземной части каркаса сооружения, включающий подготовку строительной площадки, ограждение котлована, в том числе с помощью промежуточных буровых опор (колонн), служащих опорами будущих конструкций верхнего строения, последующую открытую разработку грунта на первом подземном ярусе, возведение параллельно захватками перекрытия над первым этажом (в уровне земли), заливку его при достижении бетоном перекрытия в уровне земли 75% прочности, стационарную установку на нем в специально усиленной зоне башенного крана, возведение по достижении бетоном перекрытия 100% прочности конструкций наземных этажей и одновременное строительство второго и последующих подземных этажей путем опережающего возведения перекрытий по отношению к поярусной разработке грунта в котловане с бетонированием перекрытий и заливки монолитного перекрытия, удерживающего стены котлована от обрушения и в то же время являющегося нулевой отметкой для верхнего подземного этажа, работы по извлечению грунта из-под готового перекрытия после затвердевания бетона, укрепление бетоном стен котлована по мере углубления, заливку очередного перекрытия при достижении отметки следующего этажа и достижении бетоном перекрытия 100 % прочности, отличающийся тем, что при строительстве в качестве бетона используют композитные материалы, при ограждении котлована для подземных колонн бурят скважины с обсадными трубами, затем бетонируют их с виброустановкой армированного каркаса и переходных кондукторов, монтируют надземные трубокомпозитные колонны высотой Н=12 м = 4h, где h=3 м - высота этажа, на переходные кондукторы подземных колонн устанавливают с опиранием на вертикальные поверхности колонн горизонтальный монтажный самоподъемный механический блок, несущий на себе гидродомкраты для стен и полиспасты для плит, при создании перекрытия в уровне земли одновременно бетонируют четыре монолитные плиты для строительства вверх-вниз, для чего вынимают грунт подземной части на глубину = -Н, укрепляют образовавшиеся вертикальные грунтовые стены путем бурения их металлическими винтовыми сваями длиной до 60 м с углом наклона 20-25° к горизонтали с технологией бетонного анкера для стабилизации грунтовых масс и крепления стальных щитов и стальных ребер жесткости к оголовникам винтовых свай и последующего бетонирования наружных стен с одновременным созданием внутреннего ствола ядра жесткости способом «опускающегося бетона» со скоростью 0,9 см/мин с временным закреплением на колонны, производят выемку грунта с отметки -Н м до отметки -2Н м с закреплением грунтовых стен, опускают наружные стены и внутренний ствол ядра жесткости с отметки 0 до -Н на отметку -Н до -2Н (захватка №1), снова вынимают грунт с отметки -2Н до отметки -3Н с вышеописанным закреплением грунтовых стен, бетонируют армированную монолитную фундаментную плиту-подушку с закреплением в ней подземных трубоколонн с отметки -(3Н+h) до отметки -3Н, бетонируют стены и ствол ядра способом опускающегося бетона с отметки 0 до отметки -Н (захватка №2), опускают захватку №1 с отметки -Н до -2Н на отметку -2Н до отметки -3Н на монолитную плиту с постоянным закреплением к колоннам, далее опускают захватку №2 с отметки 0 до отметки -Н на отметку -Н до отметки -2Н с установкой на захватку №1 с закреплением к колоннам, бетонируют наружные стены и внутренние стены ядра жесткости с отметки 0 до отметки -Н (захватка №3) с установкой на захватку №2 с закреплением к колоннам, после чего начинают вести строительство надземной части, для чего производят самоподъем монтажного блока на отметку +Н м, затем бетонируют наружные стены и внутренние стены ядра жесткости с отметки 0 до отметки +Н м на отметку 0 с установкой на стены захватки №3 с закреплением к колоннам (захватка №4), затем с помощью башенного крана наращивают трубокомпозит колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей, далее продолжают строительство стен вверх путем последовательного выполнения следующих операций - самоподъема монтажного блока на отметку + NH м, где N - целые числа от 3 до 6, установки временных горизонтальных связей между колоннами на отметках +2Н и +4Н, бетонирования наружных стен и стен ядра жесткости способом опускающегося бетона с отметки + NH м на отметку + (N-1)H м с установкой на захватку №К, где К-целые числа от 4 до 9 с закреплением к колоннам (захватка №5), наращивания с помощью башенного крана трубокомпозитных колонн с перестановкой электроподъемников и временных горизонтальных связей до выполнения захватки №9, после чего осуществляют последовательный монтаж этажных перекрытий, для чего производят подъем и опускание с помощью полиспастов плит перекрытия путем одновременного подъема плит №1.2. и №1.1. на отметку +6Н и +(6H-h) и опускание плиты №1 на отметку -3Н с постоянным креплением к колоннам и стенам, при этом вес плиты №1 равен суммарному весу плит №1.2. и 1.1, далее аналогичным образом последовательно производят монтаж плит этажных перекрытий вверху и внизу путем опускания плиты №С, где С=2+F, где F - целые числа от 0 до 9, на отметку 0,000, бетонирования монолитных плат №(С+1), №С.1, №С.2, подъема и опускания плит №С.1, №С.2 на отметку 17h и 18h, плиты №С - на отметку -9h, при этом вес плиты С равен суммарному весу плит №С.1 и С.2, и так далее, последовательно опуская плиты С+F на высоту от -8h до опускания плиты С+9 на отметку 0.000, и подъема и опускания плит (С+8).1 и (С+8).2 до отметки +1h и +2h, при этом всегда вес плиты (С+F) равен суммарному весу плит №[С+(F-1)].1 и [С+(F-1)].2, далее аналогичным образом последовательно производят монтаж плит этажных перекрытий вверху и внизу путем опускания плиты №С, где С=2+F, где F - целые числа от 0 до 9, на отметку 0,000, бетонирования монолитных плат №(С+1), №С.1, №С.2, подъема и опускания плит №С.1, №С.2 на отметку 17h и 18h, плиты №С - на отметку -9h, при этом вес плиты С равен суммарному весу плит №С.1 и С.2, и так далее, последовательно опуская плиты С+F на высоту от -8h до опускания плиты С+9 на отметку 0.000, и подъема и опускания плит (С+8).1 и (С+8).2 до отметки +1h и +2h, причем всегда вес плиты (С+F) равен суммарному весу плит №[С+(F-1)].1 и [С+(F-1)].2, при этом при строительстве в качестве бетона используют композитные материалы.