Технология реконструкции зданий с применением встроенных монолитных систем может использоваться в зданиях криволинейной и сложной формы с различной высотой этажей, так как монолитные встроенные системы более гибкие и позволяют адаптироваться к разнообразным архитектурным формам. Монолитные системы позволяют осуществлять за счет использования конструкции безбалочного каркаса свободную планировку помещений, а также повышают капитальность зданий и обеспечивают их высокую долговечность.
Проектирование встроенных монолитных систем предусматривает использование конструктивных решений с изменением расчетной схемы здания и сохранением ее.
При сохранении расчетной схемы встроенная монолитная конструкция представляет собой двух-, трехпролетную схему с промежуточными опорами в виде колонн или стеновых элементов и опиранием плит на существующие ограждающие конструкции.
Этот вариант приемлем при реконструкции зданий без надстройки. Применение встроенной монолитной системы с изменением расчетной схемы используется в случаях, когда несущая способность наружных стен недостаточна для восприятия изменившихся нагрузок. Наиболее рационально использование встроенных монолитных систем при реконструкции с надстройкой нескольких этажей. Имея самостоятельный фундамент, встроенная конструкция воспринимает все изменившиеся нагрузки, а наружные стены выступают в роли самонесущих ограждающих элементов.
Как и при ранее рассмотренных вариантах встроенных систем, наиболее рациональными являются монолитные фундаменты в виде плит или перекрещивающихся лент. Создание таких фундаментов определяет в целом надежность здания и, как правило, повышает его эксплуатационные характеристики.
Технико-экономический анализ показывает, что при степени износа фундаментов более 50% затраты на их усиление и укрепление основания сопоставимы со стоимостью возведения монолитной плиты, а по трудовым затратам – существенно превышают ее за счет стесненных условий производства работ, при которых использование средств механизации ограничено либо исключено.
Технология встроенных монолитных систем без изменения расчетной схемы здания основана на использовании неполного безбалочного каркаса с опиранием перекрытия на стены. Для передачи нагрузки на наружные стены на уровне перекрытий устраивается углубление в виде штрабы на толщину перекрытия.
Обеспечение более эффективного взаимодействия с элементами стен достигается установкой анкеров.
Для встроенных систем безбалочного или каркасного типа, когда наружные стены исключаются из работы, схемы дополняются системой наружных колонн, примыкающих к стенам или монолитным стеновым элементам. Их расположение в плане соответствует кратно простеночному расстоянию. Монолитный вариант позволяет учесть особенность расположения оконных проемов без каких-либо дополнительных решений.
Создается самостоятельная встроенная система, которая рассчитывается на технологические нагрузки, включая надстраиваемые этажи. При этом стеновое ограждение выступает как самонесущее и исключаются нагрузки от элементов встроенного каркаса. Это обстоятельство позволяет снизить объем работ по усилению наружных стен. При возведении надстраиваемых этажей возможна передача нагрузки от стенового ограждения на элементы встроенной системы, что учитывается при расчете ее элементов.
Преимуществами монолитного варианта являются снижение расхода материалов за счет более полного использования неразрезных систем; отсутствие стыковых соединений; более высокая гибкость объемно-планировочных решений зданий и возможность реконструкции разнообразных нетиповых объектов; возможность использования маломощных средств механизации.
Недостатками являются необходимость технологических перерывов по набору прочности бетона; дополнительные затраты при использовании средств ускоренного твердения бетона: технологическая сложность контроля качества работ при неблагоприятных погодно-климатических условиях.
Для возведения монолитной встроенной системы при реконструкции зданий и сооружений используется мелко- и крупнощитовые, объемно-блочные и тоннельные опалубочные системы.
Применение облегченных опалубочных систем позволяет существенно снизить их массу и соответственно грузоподъемность кранов.
Большинство опалубочных систем устанавливается вручную, а демонтаж – укрупненными блоками с использованием кранов.
Использование телескопических стоек при устройстве перекрытий обеспечивает установку опалубки любой высоты этажа, что важно при реконструктивных работах, когда высота этажа зданий старого фонда колеблется в достаточно широких пределах.
Демонтаж опалубочных систем перекрытий при наличии стенового ограждения выполняется немеханизированными методами.
Для армирования конструкций используются плоские и пространственные каркасы, вязка которых выполняется вручную методом наращивания, что позволяет более рационально использовать грузоподъемность транспортных средств, снизить до минимума затраты на электроэнергию, повысить надежность систем в результате исключения сварочных работ.
При транспортировании, укладке и уплотнении бетонной смеси используются в основном приобъектные средства подачи бетонной смеси.
Укладка бетонной смеси различными технологическими средствами зависит прежде всего от интенсивности ведения бетоноукладочных работ. Так, при сменном объеме бетонных работ до 50 м3 экономически целесообразна схема «кран – бадья»; при больших объемах возможно использование бетононасосного транспорта.
Опыт реконструктивных работ показывает, что использование автобетононасосов незаменимо при стесненных условиях производства работ, например при бетонировании монолитных фундаментных плит, перекрытий и других конструктивных элементов с подачей смеси через оконные проемы, в условиях, когда установка грузоподъемного механизма затруднена.