Технологические процессы в строительстве

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тульский государственный университет» Институт горного дела и строительства Кафедра «Городского строительства и архитектуры» Григорьева Е.Н. доцент кафедры ГСиА Конспект лекций по дисциплине Технологические процессы в строительстве Направление подготовки: 08.03.01 Строительство Профили подготовки: Городское строительство и хозяйство Промышленное и гражданское строительство Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Формы обучения: очная, заочная Тула 2019 г. Конспект лекций разработан доцентом кафедры ГСиА Е.Н. Григорьевой рассмотрен и обсужден на заседании кафедры «Городское строительство и архитектура» института горного дела и строительства . Протокол № от « » 20 г. Зав. кафедрой К.А. Головин СОДЕРЖАНИЕ 1. Общие сведения о строительном производстве и технологии строительных процессов. 1.1 Структура процессов строительного производства. 1.1.1 Трудовые ресурсы строительных процессов. 1.1.2 Материальные ресурсы строительных процессов. 1.1.3 Технические средства строительных процессов. 1.1.4 Транспортные средства строительных процессов. 1.1.5 Пространственные и временные параметры строительных процессов. 1.2 Строительные работы. 1.3 Нормативная и проектная документация строительного производства. 1.4 Качество строительной продукции. 2. Комплексная механизация строительных работ. 2.1 Признаки комплексной механизации работ. 2.2 Выбор средств комплексной механизации. 2.3 Основы формирования комплектов машин и оборудования. 2.4 Уровень и эффективность комплексной механизации строительных работ. 3. Транспортные процессы в строительном производстве. 3.1 Строительные грузы. Состав транспортных процессов. Специализированные транспортные и погрузочно-разгрузочные машины. 3.2 Способы транспортирования строительных грузов. 3.3 Способы складирования строительных конструкций. 4. Строительные процессы разработки грунта. 4.1 Виды земляных сооружений. Грунты как обрабатываемая среда. 4.2 Способы разработки грунта. 4.3 Механическая разработка грунта. 4.3.1 Одноковшовыми экскаваторами. 4.3.2 Многоковшовыми экскаваторами. 4.3.3 Землеройно-транспортными машинами. 4.3.4 Бурением. 4.3.5 Бестраншейными методами. 4.4 Гидромеханическая разработка грунтов. 4.5 Разработка грунтов взрывом. 4.6 Особенности разработки грунтов в водонасыщенных грунтах. 4.6.1 Водоотлив и понижение уровня грунтовых вод. 4.6.2 Искусственное закрепление грунтов. 4.7 Особенности разработки грунтов в зимних условиях. 4.7.1 Предохранение грунта от промерзания. 4.7.2 Непосредственная разработка мерзлого грунта. 4.7.3 Рыхление и оттаивание мерзлого грунта. 5. Процессы устройства оснований и фундаментов. 5.1 Устройство оснований. 5.1.1 Способы подчистки дна котлованы (траншеи). 5.1.2 Способы поверхностного уплотнения грунтов. 5.1.3 Способы устройства песчаных (гравийных) подушек. 5.1.4 Способы искусственного закрепления грунтов. 5.2 Устройство фундаментов. 5.2.1 Процессы устройства сборных фундаментов. 5.2.2 Процессы устройства монолитных фундаментов. 5.3 Устройство свайных фундаментов. 5.3.1 Процессы устройства забивных свай. 5.3.2 Процессы устройства набивных свай. 6. Строительные процессы изготовления монолитных бетонных и железобетонных конструкций. 6.1 Общие сведения. 6.2 Структура комплексного процесса. 6.3 Сущность и способы выполнения отдельных процессов. 6.3.1 Устройство опалубки. 6.3.2 Установка арматуры. 6.3.3 Укладка бетонной смеси. 6.3.4 Уход за бетоном. 6.3.5 Распалубливание. 6.4 Особенности изготовления монолитных бетонных и железобетонных конструкций в условиях отрицательных температур и жаркого климата. 6.4.1 Способы бетонирования в зимних условия. 6.4.2 Способы бетонирования и уход за бетоном в условиях жаркого климата. 7. Строительные процессы возведения каменных конструкций. 7.1 Общие сведения: значения каменных работ, виды каменных кладок, инструменты и оборудование для каменной кладки. 7.2 Правила разрезки каменной кладки. Способы перевязки каменной кладки. 7.3 Кладка из искусственных и природных камней гравийной формы. 7.3.1 Виды кирпичной кладки. 7.3.2 Элементы кладки. 7.3.3 Технология и способы кладки. 7.3.4 Организация труда каменщиков. 7.4 Кладка из природных камней неправильной формы. 7.4.1 Бутовая кладка. 7.4.2 Бутобетонная кладка. 7.5 Особенности выполнения каменной кладки в условиях отрицательных температур и сухого жаркого климата. 7.5.1 Способы каменной кладки при отрицательных температурах. 7.5.2 Способы каменной кладки в условиях сухого жаркого климата. 8. Строительные процессы монтажа строительных конструкций. 8.1 Общие положения. 8.2 Структура комплексного процесса монтажа строительных конструкций. 8.3 Сущность отдельных процессов и операций комплексного процесса. 8.3.1. Процессы и операции подготовительного этапа 8.3.1 Способы исправления дефектов. 8.3.1.2 Способы укрупнительной сборки. 8.3.1.3 Способы временного усиления монтируемых конструкций 8.3.1.4. Сущность обустройства монтируемых конструкций монтажной оснасткой. 8.3.1.5. Способы подачи конструкций на монтаж. 8.3.2. Процессы и операции «Собственно монтажа» 8.3.2.1. Способы строповки: схемы строповки, стропующие приспособления. 8.3.2.2. Способы подъема, перемещения и установки конструкций в проектное положение. 8.3.2.3. Способы временного раскрепления. 8.3.2.4. Сущность «расстроповки». 8.3.2.5. Способы выверки монтируемых конструкций. 8.3.2.6. Способы устройства постоянных (проектных) креплений. 8.4. Монтажные машины и механизмы. 8.4.1. Монтажные краны. 8.4.2. Монтажные механизмы. 8.4.3. Алгоритм выбора башенного крана. 8.4.4. Алгоритм выбора стрелового самоходного крана. 8.5. Особенности монтажа металлических, деревянных и ж/б конструкций. 8.6. Особенности монтажа строительных конструкций в зимних условиях. 9. Строительные процессы устройства изоляционных и кровельных покрытий. 9.1. Общие сведения: состав строительных процессов. 9.2. Способы устройства покрытий плоских и чердачных крыш. 9.3. Способы устройства гидроизоляционных покрытий строительных конструкций. 9.4. Способы устройства звуко и теплоизоляции. 9.5. Способы антикоррозионной защиты строительных конструкций. 10. Строительные процессы устройства отделочных покрытий. 10.1. Общие сведения: состав отделочных процессов, подготовка зданий к отделке. 10.2. Способы остекления. 10.3. Способы устройства штукатурных покрытий. 10.4. Способы облицовочных работ. 10.5. Способы устройства лакокрасочных покрытий. 10.6. способы устройства покрытий из рулонных материалов. 10.7. Особенности устройства отделочных покрытий в экстремальных климатических условиях. 11. Технологические документы на производство работ. 11.1. Цель и задачи технологического проектирования. 11.2. Нормализация в технологическом проектировании. 11.3. Технологические карты на строительные процессы. 11.4. Карты трудового процесса. 12. Технико-экономические показатели строительного процесса. 12.1. Затраты труда и машинного времени. 12.2. Заработная плата рабочих. 12.3. Выработка строительных рабочих в натуральном измерителе объема работ. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ. 1.1. Структура процессов строительного производства При строительстве зданий и сооружений выполняют комплекс различ­ных строительно-монтажных работ: общестроительных и специальных. К общестроительным относят все работы по возведению здания или сооружения - от земляных работ, устройства фундаментов, монтажа от­дельных конструкций и т. п. до устройства кровли и отделочных работ. К специальным относят работы по монтажу санитарно-технического, электротехнического и технологического оборудования и выполнению за­щитных покрытий - гидроизоляционные, теплоизоляционные и противо­коррозионные работы. Технология строительного производства изучает способы выполнения различных строительно-монтажных работ. В зависимости от последовательности выполнения во времени все работы по строительству зданий и сооружений делятся на два основных периода: подготовительный и основной. В подготовительный период выполняют проектно-изыскательные работы и работы по инженерной подготовке строительной площадки - ограждение площадки (если это необходимо), расчистка территории от деревьев, кустарников, валунов и т. п., снос ненужных строений, перемещение инже­нерных сетей, планировка площадки, устройство временных и постоянных дорог и инженерных сетей, необходимых временных сооружений для про­изводства работ и размещения персонала стройки. Состав и содержание ра­бот подготовительного периода зависит от конкретных условий и может существенно меняться. В основной период выполняют работы по созданию собственно здания или сооружения или его отдельных частей. Основной период подразделяют на три цикла: подземный, надземный и отделочный. Подземный (нулевой) цикл строительства включает в себя земляные работы (рытье котлованов или траншей, обратная засыпка и уплотнение грунта), работы по устройству фундаментов, возведению конструкций подземной части здания, работы по гидроизоляции фундаментов и стен подвалов, прокладку постоянных наружных коммуникации с устройст­вом вводов в здание. Надземный цикл строительства включает в себя выполнение всех работ по возведению надземной части здания от отметки пола первого этажа до устройства кровли: кирпичную кладку стен и перегородок; монтаж панелей стен и перекрытий, конструкций лестниц и лифтов, балконов и лоджий, по­крытий и кровель; санитарно-технические и электротехнические работы по прокладке внутренних коммуникаций. Отделочный цикл строительства включает в себя работы по устройству полов и потолков, штукатурные, облицовочные, малярные и стекольные ра­боты, установку электротехнических и санитарно-технических приборов. Для зданий с технологическим оборудованием отделочному циклу предше­ствует монтаж технологического оборудования. 1.2. Нормативная и проектная документация для выполнения строительно-монтажных работ Основным нормативным документом в строительстве являются Строительные нормы и правила (СНиП) - свод регламентирующих поло­жений по составлению проектно-сметной документации, осуществлению строительства, эксплуатации и ремонту зданий и сооружений. Строитель­ные нормы и правила состоят из пяти частей: 1-я часть - организация, управление, экономика; 2-я часть - нормы проектирования; 3-я часть - организация производства и приемка работ; 4-я часть - сметные нормы; 5-я часть - нормы затрат материальных и трудовых ресурсов. Правила организации производства и приемки работ (все необходимые указания и требования к выполнению строительно-монтажных работ, безо­пасному ведению, контролю качества и их приемке) приведены в третьей части СНиП. Для успешного осуществления и управления строительством разраба­тывают специальные документы по организации строительства и производ­ству работ - проект организации строительства (ПОС) и проект производ­ства работ (ППР), в которых подробно освещают вопросы технологии и организации строительного производства. ПОС разрабатывают и утверждают одновременно с основным проектом для увязки проектных решений с вопросами организации строительства и производства работ. ППР является дальнейшим развитием основных решений, принятых в ПОС, и разрабатывается в целях выбора наиболее эффективных методов строительно-монтажных работ применительно к конкретным возможностям исполнителей. Глава 2 ТЕХНОЛОГИЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ 2.1. Общие сведения Результатом производства земляных работ являются земляные соору­жения, представляющие собой открытые выемки, насыпи, подземные выра­ботки, обратные засыпки (рис. 1). Рис. 1. Виды земляных сооружений: а) открытый котлован; б) открытые траншеи; в) подземные (закрытые) выработки; г) спланированная насыпь; д) закрытый котлован; h - глубина котлована (высота насыпи); a - угол откоса котлована; 1 - подземная часть здания; 2 - обратная засыпка Выемку, имеющую ширину до 3 м и длину, значительно превышаю­щую ширину, называют траншеей. Выемку, длина которой не превышает десятикратной ее ширины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые поверхности - наклонные откосы или вертикальные стенки. Выемки, закрытые с поверхности и устраиваемые для сооружения транспортных и коммунальных туннелей и других целей, называют подзем­ными выработками (рис. 1, в). После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт уклады­вают в так называемые «пазухи» - пространства между боковой поверхно­стью сооружения и откосом котлована для полного закрытия подземного со­оружения или коммуникаций. Этот процесс называют обратной засыпкой. Земляные работы относят к массовым и наиболее тяжелым и трудоем­ким видам строительных работ. На 1 м3 объема промышленного сооружения в среднем перерабатывается 1,5-2 м3 грунта, а на 1 м3 объема гражданского строительства - до 0,5 м3. Для производства земляных работ применяют различные способы: ме­ханический, гидравлический, взрывной и ручной. Механический способ заключается в использовании при производстве земляных работ различных машин и механизмов. В современном строитель­стве этот способ является основным - им выполняют до 95 % земляных работ. Гидравлический способ заключается в использовании при разработке грунта напорной водяной струи гидромониторных установок. Применение этого способа требует определенных условий. На его долю приходится до 2 % земляных работ. Взрывной способ основан на использовании при разработке грунта взрывной волны различных взрывчатых веществ. Этим способом выполня­ют до 1 % всего объема земляных работ. Ручной способ выполнения земляных работ рекомендуется применять только в исключительных случаях, когда невозможно или нецелесообразно ис­пользование механизмов, так как производительность ручного способа в 20-30 раз ниже механизированных. 2.2. Машины и механизмы для механического способа Для механического способа производства земляных работ применяют следующие машины и механизмы: 1) землеройные, 2) землеройно-транс-портные, 3) транспортные, 4) грунтоуплотняющие. Землеройные машины (одноковшовые и многоковшовые экскаваторы) предназначены для разработки грунта с выгрузкой в отвал или в транспорт­ные средства. Одноковшовые экскаваторы - универсальные машины для рытья кот­лованов, траншей, каналов, а также устройства насыпей и других земляных сооружений (рис. 2). Они оснащаются различным сменным навесным обо­рудованием: прямой лопатой для разработки грунта выше уровня стоянки экскаватора (рис. 2, а), обратной лопатой для разработки грунта ниже сто­янки экскаватора (рис. 2, б), драглайном для рытья глубоких котлованов (рис. 2, в), грейфером для разработки узких глубоких котлованов в слабых сыпучих грунтах (рис. 2, г). В строительной практике применяют экскава­торы с ковшами вместимостью 0,25; 0,4; 0,5; 0,65; 1,0; 1,25 и 2,5 м3. Рис. 2. Одноковшовые экскаваторы Многоковшовые экскаваторы имеют рабочий орган в виде ковшовой цепи или ковшового колеса. Они применяются для разработки траншей под фундаменты и инженерные сети (рис. 3). Землеройно-транспортные машины (бульдозеры, грейдеры, скрепе­ры) используют для послойного копания, транспортирования, отсыпки и планировки грунтов. Бульдозер (рис. 4) - гусеничный или колесный трактор (тягач), имею­щий навесной режущий рабочий орган-отвал с системой привода. Бульдозе­ры применяют для копания и перемещения грунта, а также для зачистки грунта в котлованах, разработанных другими землеройными машинами. Грейдер (автогрейдер; рис. 5) - агрегат, имеющий режущий рабочий орган - отвал, ходовую часть и систему управления отвалом и другими ме­ханизмами. Применяется для планировочных и профилировочных работ при устройстве дорожных оснований. Рис. 3. Многоковшовые траншейные экскаваторы (размеры в м): 1 - цепной; 2 - роторный Рис. 4. Общий вид бульдозера: 1 - гидроцилиндр; 2 - штанга; 3 - отвал; 4 - нож Рис. 5. Общий вид автогрейдера: 1 - двигатель; 2 - рама; 3 - отвал бульдозера; 4 - ходовая часть; 5 - отвал автогрейдера Скреперы (рис. 6) - агрегаты, состоящие из ковша, установленного на колеса с пневматическими шинами, и систем привода ковша и тягача (ко­лесного или гусеничного). Скреперы бывают прицепные и самоходные и применяются для послойного копания, транспортирования, отсыпки и пла­нировки грунтов. Основным видом транспортных машин являются автосамосвалы. Они используются для отвозки грунта с места разработки на различные рас­стояния, в том числе значительные (20—30 км и более). Грунтоуплотняющие машины предназначены для послойного уплот­нения грунта при обратных засыпках и устройстве насыпей. К ним относят­ся: специальные катки, подвесные трамбовочные плиты, пневмо- и электро­трамбовки и т. п. Рис. 6. Схемы устройства скреперов: а-с принудительной разгрузкой; б-с полупринудительной разгрузкой; в-со свободной разгрузкой 2.3. Устройство котлованов Устройство котлованов под здания и сооружения, как правило, осуще­ствляют при помощи одноковшовых экскаваторов. Одноковшовые экскава­торы имеют различное сменное оборудование: прямую и обратную лопаты, драглайн, грейфер. Наиболее часто используют экскаваторы с прямой и об­ратной лопатой, реже с драглайном, и в исключительных случаях с грейфе­ром (рис. 7). Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, применяют для рытья котлованов больших размеров. При этом разработка грунта производится, как правило, с погрузкой его в автотранспортные средства. Экскаваторы с обратной лопатой обычно применяют для рытья котло­ванов глубиной до 4 м, а также траншей для трубопроводов и ленточных фундаментов. Экскаваторы, оборудованные драглайном, используют для разработки больших и глубоких котлованов (глубиной 5-10 м и более), а также при значительной насыщенности грунта водой. Разработку грунта можно вести в отвал или с погрузкой в транспортные средства. Экскаваторы, оборудованные грейфером, обычно применяют для рытья узких глубоких котлованов в слабых сыпучих грунтах, а также в грунтах, насыщенных водой (плывунах). Выбор экскаваторов по виду рабочего оборудования и емкости ковша зависит от объема и сроков выполнения земляных работ, размеров котлова­на, вида грунта и уровня грунтовых вод. 2.4. Устройство траншей Для устройства траншей при прокладке подземных инженерных сетей (водопровод, канализация) широко используют многоковшовые траншей­ные экскаваторы (рис. 74). Многоковшовые экскаваторы по типу применяемого оборудования разделяются на цепные (с наклонной или вертикальной ковшовой рамой) и роторные. Отечественной промышленностью выпускаются экскаваторы ма­лые - для рытья траншей шириной 0,3-0,5 м и глубиной до 1,4 м, средние -шириной 0,8-1,1 м и глубиной 2,5-3,5 м и большие - шириной 1,5, 1,8 и 2,2 м и глубиной 3,5 м (возможно увеличение глубины до 5 м). По трудоемкости разработки для траншейных экскаваторов грунты разбиты на две группы. К первой группе относятся легко разрабатываемые грунты (растительный грунт, суглинки, торф), ко второй - разрабатываемые с большей трудностью (пески всех видов, галька, глина, отвердевший чер­нозем). Для работы в тяжелых и неоднородных грунтах с включением круп­ных камней многоковшовые экскаваторы непригодны. 2.5. Производство земляных работ в зимних условиях При производстве земляных работ в зимнее время, чтобы снизить тру­доемкость разработки грунта, осуществляют различные мероприятия: пре­дохранение грунтов от промерзания, рыхление, разрезку на блоки и оттаи­вание мерзлых грунтов. От промерзания грунты могут быть предохранены устройством водоот­водов (сухой грунт не смерзается), задержанием снега на площадях, предна­значенных для разработки; на небольших участках - покрытием поверхности грунта слоем торфа, опилок, соломы, листвы. Толщина этого слоя определя­ется расчетом и зависит от теплоизоляционных свойств утеплителя, харак­теристики утепляемого грунта, а также периода зимы, на который намечено выполнение земляных работ. Так, для средней полосы России толщина (в см) слоя опилок или торфа для утепления глинистых грунтов, подлежащих раз­работке в ноябре, составляет 15, в декабре - 25, в январе - 35, в феврале - 40 и в марте - 45. При большой и открытой поверхности участка, разрабаты­ваемого в зимних условиях, его целесообразно утеплять снегом, создавая искусственный снежный покров толщиной 1-1,5 м. Для этого устраивают несколько перпендикулярных к направлению господствующих ветров рядов изгородей из специальных щитов размером 1,5><2 м с количеством просве­тов 30-50 % от площади и расстоянием между рядами равным 10-15-крат­ной высоте изгороди. Задерживать снег можно также образованием снеж­ных валов с первоначальной высотой 0,4-0,5 м, которые устраивают при помощи бульдозеров и грейдеров. Если грунт не удалось предохранить от промерзания, то его подготав­ливают к разработке рыхлением, разрезкой на блоки или оттаиванием. Разработку грунта экскаватором с ковшом емкостью 0,5 м3 при толщи­не мерзлого грунта до 0,35 м и экскаватором с ковшом емкостью 1-2 м3 при толщине мерзлого грунта до 0,4 м производят без предварительного рыхле­ния. При большей глубине промерзания производится предварительное рыхление грунта ударными приспособлениями, подвешенными к стреле экскаватора-драглайна или к решетчатой стреле, смонтированной на тракто­рах С-80 и С-100: шаром-молотом при глубине промерзания 0,4-0,5 м и клином-молотом массой 1-3 т при глубине промерзания до 0,6-0,7 м, который раз­рыхляет за смену до 110м3 мерзлого грунта (рис. 8). Рис.8. Ударные приспособления для рыхления мерзлого грунта: а - шар-молот; б - клин-молот; в - клин молот с зубьями; г - клин-молот конусный В последнее время все большее распространение получает весьма эф­фективный способ рыхления мерзлого грунта при помощи дизель-молота и клина, установленных в качестве сменного оборудования на экскаваторах (рис. 9) и тракторах. С помощью дизель-молота производят рыхление мерз­лого грунта на глубину до 1,3 м в радиусе 5 м. Производительность устано­вок, оборудованных дизель-молотом,- 150-200 м3 мерзлого грунта за смену. Эффективным способом механической подготовки к разработке мерз­лого грунта является устройство в мерзлом грунте прорезей. Для этого на траншейном экскаваторе ЭТ-352 вместо ковшовой рамы устанавливают сменное оборудование из двух цепных баров (цепей с резцами от врубовой машины) (рис. 10). Каждый бар имеет резцы, на рабочие грани которых на­плавлен сталинит. С помощью баров в мерзлом грунте делают прорези. Если сделать прорези в двух взаимно перпендикулярных направлениях, то образуются «кубы» мерзлого грунта, которые можно разрабатывать обыч­ным экскаватором. Рис. 9. Дизель-молот С-222 с клином на экскаваторе Э-652: 1 – клин; 2 – дизель-молот; 3 – направляющие дизель-молота Рис.10. Резание мерзлого грунта цепными барами, установленными на траншейном экскаваторе ЭТ-352 Для резания мерзлого грунта применяют и другие механизмы - диско­вые пилы, роторные экскаваторы с ковшами, оборудованными зубьями в форме клыков для скалывания мерзлого грунта. При больших объемах работ на площадках, расположенных вдали от жи­лых и промышленных зданий, и при глубине промерзания более 1 м наиболее целесообразным и экономичным является взрывной способ рыхления грунта. При невозможности применения взрывного или механического способа рыхления производят оттаивание грунта электропрогревом, прогреванием паром, горячей водой или огневым способом. Электропрогрев грунта осу­ществляют электрическим током при помощи металлических электродов, расположенных горизонтально или вертикально в слое опилок, смоченных раствором поваренной соли или хлористого кальция (рис. 11). В плане электроды располагаются на расстоянии 0,4-0,8 м и соединя­ются проводами с распределительным щитом. Место электроотогрева грун­та должно быть ограждено. Рис. 11. Схема электропрогрева грунта: а - установка горизонтальных (струнных) электродов; б - установка вертикальных (стержневых электродов); 1 - мерзлый грунт; 2 - горизонтальные электроды; 3 - опилки, смоченные раствором соли; 4 - провода, подводящие ток; 5 - верхнее утепление; 6 - вертикальные электроды Вопросы для самопроверки 1. Приведите примеры земляных сооружений? 2. Какими способами выполняют земляные работы? 3.Какие механизмы используют для устройства котлованов и траншей? 4. Чем отличаются одноковшовые экскаваторы с «прямой» и «об­ратной» лопатами? 5. Для каких целей используют бульдозеры, грейдеры и скреперы? 6. Назовите основные способы предохранения грунта от промерзания. 7. Перечислите способы разработки мерзлого грунта. Глава 3 ТЕХНОЛОГИЯ КАМЕННЫХ РАБОТ 3.1. Общие сведения Каменной кладкой называют строительную конструкцию, состоящую из отдельных камней (искусственных или естественных), уложенных в оп­ределенном порядке и связанных в единое целое строительным раствором. Различают кладку из кирпича и камней (искусственных или естествен­ных) правильной формы и из естественных камней неправильной формы. Кладку из естественных камней неправильной формы называют бутовой (от названия естественных камней неправильной формы - бут). Разновидно­стью бутовой кладки является бутобетонная. Элементы камней и кладки изображены на рисунке 12. Рис.12. Элементы камней и каменной кладки: а - камень; б - кладка; 1 - тычок; 2 - ложок; 3 - постель; 4 - забутка; 5 - верстовые кирпичи (наружная и внутренняя версты); 6 - вертикальный продольный шов; 7 - горизонтальные швы; 8 - вертикальный поперечный шов; 9 - ложковый ряд кладки; 10- тычковый ряд кладки У камней, имеющих правильную форму (параллелепипед), грани при­нято именовать постелью, ложком и тычком (рис. 12, а). Каменная кладка по вертикали состоит из отдельных слоев, в преде­лах которых камни укладывают рядами и, как правило, плашмя, т. е. на постель. В пределах одного слоя камни укладываются рядами в опреде­ленном порядке. Крайние ряды, смежные с наружными плоскостями клад­ки (плоскостями стен), называют верстами и соответственно наружными верстами, если они выходят на лицевую поверхность, или внутренними, если они выходят на внутреннюю поверхность кладки. Заполнение между верстами называют забуткой. В пределах рядов камни также укладывают в определенном порядке - если камни в крайнем ряду уложены ложками параллельно наружным плоскостям кладки, то такие ряды называют лож-ковыми, а если тычками - тычковыми. Между отдельными камнями клад­ки имеются швы (горизонтальные и вертикальные, продольные и попереч­ные), заполняемые раствором. В зависимости от принятого способа отделки поверхности стен кладку ведут впустошовку или с расшивкой швов. Кладку впустошовку выполняют при условии, если предполагается последующее оштукатуривание каменной поверхности. В таких случаях швы не заполняются раствором на 10-15 мм от наружной поверхности сте­ны (рис. 13, а). Остающаяся незаполненной часть шва создает условия для прочного сцепления штукатурного слоя со стеной. Кладку под расшивку ведут с полным заполнением шва, причем лице­вым швам придается выпуклая или вогнутая форма (рис. 13, б, в). Под рас­шивку обрабатывают швы стен, не подлежащих оштукатуриванию. Рис. 13. Виды швов: а - неполный; б - выпуклый (расшитый); в - вогнутый (расшитый) Правила разрезки кладки Каменные материалы хорошо работают на сжатие и плохо на изгиб, скалывание и растяжение, поэтому чтобы кладка работала как монолит и отдельные камни не перемещались друг относительно друга, их необходимо укладывать слоями (в пределах слоев - рядами) с соблюдением определен­ных правил, называемых правилами разрезки. Первое правило устанавливает максимальный угол наклона силы, дейст­вующей на кладку. Направление силы, действующей на кладку, по возможно­сти, должно быть перпендикулярным слоям кладки (постелям камней). Если направление действующей силы Р образует угол а с перпендику­ляром к плоскости постели (рис. 14, б), то кроме нормальной составляющей силы Р1 = Pcosa, сжимающей кладку, действует усилие Р2 = Psina, стремя­щееся сдвинуть камень в горизонтальном направлении. Во избежание сдвига верхнего камня требуется, чтобы сдвигающая сила Psina была меньше силы трения между камнями f*P*cosa (где f – коэффициент трения камня по камню), т. е. Psina < fPcosa. Тогда tga