Возведение зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона: Технологии устойчивого развития

ВОЗВЕДЕНИЕ

ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

С ПРИМЕНЕНИЕМ

МОНОЛИТНОГО БЕТОНА

И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Т Е Х Н О Л О Г И И  У С ТО Й Ч И В О ГО  РА З В И Т И Я

Москва
КУРС

ИНФРА-М

Учебное пособие

О.Э. ДРУЖИНИНА, Н.Е. МУШТАЕВА

Допущено УМО по образованию в области архитектуры

в качестве учебного пособия для студентов вузов,

обучающихся по направлению

«Архитектура»

Строительные технологии для архитекторов
Строительные технологии для архитекторов

2023

УДК 69+693.54
ББК 38я7
          Д 76

Рецензенты:
завкафедрой «Архитектурное материаловедение» МАРХИ
профессор, к. т. н. В. Е. Байер;
доцент кафедры «Архитектура» ГУЗ, к. арх. Е. А. Булгакова;
генеральный директор ООО «Капиталстрой-2000»
В. П. Афанасьев

Дружинина О. Э., Муштаева Н. Е.

Возведение зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона: 
Технологии устойчивого развития: учебное пособие / Дружинина 
О.Э.,  Муштаева Н.Е. — Москва: КУРС: ИНФРА-М, 2023. — 128 
 
 

        (Строительные технологии для архитекторов)

ISBN 978-5-905554-26-1 (КУРС)
ISBN 978-5-16-006288-4 (ИНФРА-М) 

В учебном пособии освещены архитектурные, технологические и экологические 

аспекты применения монолитного бетона и железобетона, раскрыты принципы устойчивого 
развития и приведены критерии экологической устойчивости при строительстве 
зданий и сооружений, дано описание новых стандартов строительства, соответствующих 
указанным критериям.

В учебном пособии также освещены основные вопросы технологии возведения 

зданий и сооружений с применением монолитного бетона и железобетона. Подробно 
рассмотрено выполнение всего цикла работ на основе современных технических средств.

УДК 69+693.54
ББК 38я7

Д76

© КУРС, 2013

ISBN 978-5-905554-26-1 (КУРС)
ISBN 978-5-16-006288-4 (ИНФРА-М)

—

с.

Введение

Строительство как отрасль материального 
производства занимает важнейшее место 
в структуре экономики любого цивилизованного 
государства. На рубеже веков мир 
объединился вокруг идеи устойчивого развития «
для долгосрочного удовлетворения 
основных человеческих потребностей при 
сохранении систем жизнеобеспечения планеты 
Земля»1. Эта концепция стала определяющей 
для принятия политических решений, 
для ведения бизнеса, для обустройства 
среды человеческого обитания. В основе современных 
стратегий цивилизованных государств 
лежат принципы устойчивого эко-
лого-социально-экономического развития. 
Принятие мировым сообществом принци-
пов устойчивого развития в качестве ос-
новного вектора движения способство-
вало запуску процессов переосмысления 
устоявшихся технологий во всех сферах че-
ловеческой жизнедеятельности.
Современное строительное производство 
ориентировано не только на создание новых 
строительных технологий, но и на совер-
шенствование традиционных технологий 
возведения зданий и сооружений в направ-
лении их соответствия принципам устойчи-
вого развития. 
Сегодня возрастает интерес к монолитно-
му строительству, что, безусловно, не слу-
чайно. С одной стороны, развитие проект-
ных технологий в конце XX — начале XXI вв. 

1 Всемирный саммит ООН по устойчивому 
развитию (межправительственный, неправи-
тельственный и научный форум), 2002 г.

сделало возможным прорыв в архитектур-
ном формообразовании. С другой стороны, 
появление новых архитектурных форм сти-
мулировало развитие технологий их возве-
дения и, кроме того, способствовало введе-
нию в архитектурно-строительную практи-
ку строительных материалов, обладающих 
новыми свойствами, заданными исходя из 
требований архитектуры.
Бетон и железобетон являются одними 
из самых используемых в мире строитель-
ных материалов. К достоинствам этих ма-
териалов относится не только их архитек-
турная привлекательность. С точки зрения 
использования природных ресурсов, ком-
поненты бетона наименее дефицитны, и ме-
ста их добычи достаточно легко могут быть 
восстановлены. Для приготовления бето-
нов используют многочисленные отходы 
и продукты вторичной переработки, кото-
рые в ином случае заполняли бы отвалы и 
свалки (золы, шлаки, демонтированные бе-
тонные конструкции, полистирольный лом 
и т. д.). И изготовление бетона и доставка 
его к месту укладки, как правило, требуют 
меньших энергетических затрат, чем дру-
гие строительные материалы. В США, на-
пример, около 60 % бетона производится в 
пределах 180 км от места применения (ме-
талл и дерево перевозятся за несколько сот 
и даже тысяч километров). 
Проведенные в США, Канаде и Германии 
исследования показали, что при движении 
по дорогам с бетонным покрытием грузовой 
автотранспорт расходует на 11 % меньше 

Введение
4

топлива, чем по дорогам с асфальтовым. 
Светоотражательная способность бетона 
достигает 27 %, что требует значительно 
меньше энергии на освещение дорог и повышает 
безопасность движения. Последним 
технологическим достижением в области 
дорожного строительства является пористый 
дренирующий бетон, который позволяет 
исключить эффект аквапланирования, 
а также снизить уровень шума от движущегося 
транспорта на 3–5 Дб.
Следуя принципам устойчивого развития, 
технологии возведения зданий и сооружений 
из монолитного железобетона преследуют 
цели создания долговечных и стойких 
к внешним воздействиям конструкций.
Развитие науки о бетоне позволяет придавать 
ему качественно новые свойства. Например, 
появление самоуплотняющегося 
бетона — одно из последних значимых достижений 
в технологиях данной области. 
Применение этого бетона позволяет отказаться 
от вибрации в процессе укладки и 
уплотнения бетонной смеси в конструкции 
с соответствующим уменьшением пылеобразования, 
что снижает негативное 
воздействие на людей и окружающую среду, 
способствует сохранности оборудования 
и значительно повышает темпы строи 
тельства.
Интересен опыт использования нержавеющей 
стальной арматуры для армирования 
конструкций реставрируемых исторических 
зданий и сооружений и при строительстве 
новых, особо ценных зданий из 
белого или цветных бетонов. Все более широкое 
применение находит полимерная арматура, 
фиброармирование. Использование 
железобетонных конструкций и элементов, 
изготовленных по технологии предварительного 
напряжения, также позволяет увеличить 
срок службы конструкций и экономить 
ресурсы на их возведение.
Настоящее учебное пособие ставит своей 
целью:
• дать будущим архитекторам представление 
об актуальных тенденциях развития 

строительной отрасли с учетом требований 
современных строительных стандартов, 
опирающихся на принципы устойчивого 
развития;
• сориентировать будущих специалистов в 
вопросах последних научных достижений 
в области эффективности применения бетона; 
современных технологиях монолитного 
строительства, призванных обеспечить 
экологическую безопасность строительной 
продукции.
Учебное пособие включает введение, 
четыре тематических раздела и заключение.
В первом разделе раскрываются архитектурно-
композиционные, технологические и 
экологические аспекты применения монолитного 
бетона и железобетона при строительстве 
зданий и сооружений, выполнении 
ландшафтных работ, при благоустройстве 
территорий. Отдельно рассматриваются вопросы 
оценки соответствия принятых технологических 
решений требованиям экологической 
безопасности, устанавливаемым 
современными стандартами проектирования 
и строительства.
Второй раздел посвящен описанию технологий 
производства строительных работ, 
выполняемых в процессе возведения 
монолитных зданий и сооружений, даются 
характеристики различных видов опалубок, 
типов армирования, а также приспособлений 
и механизмов, необходимых для 
осуществления транспортировки, укладки 
и уплотнения бетонной смеси, обработки 
поверхности бетона. Отдельно освещаются 
вопросы техники безопасности при производстве 
опалубочных, арматурных и бетонных 
работ.
Третий раздел включает особенности бетонирования 
некоторых видов конструкций 
и методы возведения различных зданий и 
сооружений. В частности, приводятся описания 
таких методов, как метод «подъема» 
(перекрытий и этажей) для возведения сбор-
но-монолитных здани и метод «стена в грун-
те» для возведения подземных сооружений 
из монолитного железобетона, «декельной 

технологии» строительства зданий в усло-
виях плотной городской застройки. Отдель-
ная глава отведена технологиям устройства 
дорожных покрытий из декоративных бето-
нов и литых бетонных смесей.
Четвертый раздел посвящен вопросам 
технологического проектирования строи-
тельных процессов при возведении зданий 
и сооружений с применением монолитно-
го бетона и железобетона.

Бетон — строительный материал, создан-
ный человеком из природных материалов, 
и служащий ему в течение многих веков. 
Последние научные достижения, разумное 
применение бетона, современные техноло-
гии монолитного строительства призваны 
обеспечить экологическую безопасность 
строительной продукции сегодняшнего дня 
для экологически безопасного будущего по-
следующих поколений на Земле.

Введение

Раздел I.  Архитектурные, технологические 
и экологические аспекты применения 
монолитного бетона и железобетона

Глава 1.  Архитектурно-композиционные возможности 
монолитного бетона и железобетона

История применения монолитного бетона 
насчитывает тысячелетия. Наряду с кон-
струкциями из природного камня и кирпи-
ча-сырца, монолитные бетонные конструк-
ции применялись при строительстве гроб-
ниц и других сооружений в Древнем Египте; 
при ирригационных работах, строительстве 
фортификационных сооружений, жилищ и 
храмов в Древней Персии, Финикии, Индии, 
Китае, Древней Греции. Известно, что уже 
в Древнем Риме строители научились по-
лучать медленно твердеющее гидравличе-
ское вяжущее, смешивая жирную известь 
с вулканическим пеплом. После появления 
цемента (а в середине XIX в. — и открытия 
эффекта армирования) монолитный бетон 
и железобетон получили повсеместное рас-
пространение.
Сегодня бетон и железобетон являются 
наиболее используемыми в мире строи-
тельными материалами, объем применения 
которых составляет более 2 млрд м3 в год.
«Я глубоко убежден в неограниченных 
возможностях бетона», — писал один из 
выдающихся архитекторов ХХ в. бразилец 
Оскар Нимейер.
Скульптурные возможности бетона 
мастер продемонстрировал при строитель-
стве новой столицы Бразилии. Интересно 
двухэтажное здание президентского дворца 
Алворадо (1957 г.), которое окружают гале-
реи с грациозными колоннами, выполнен-
ными в бетоне и напоминающими лебеди-
ные шеи (рис. 1).
Поиски образа кафедрального собора 
в бетоне, примыкающего к дворцу, были 

вдохновлены капеллой в Роншане (1950–
1954 г.) великого архитектора Ле Корбюзье.
Изогнутые абрисы карнизов и стен, вы-
полненных в бетоне, создают скульптур-
ную форму церкви. Необработанная по-
верхность бетона со следами от деревянной 
опалубки придает постройке брутальную 
мощь. Пластические и конструктивные воз-
можности монолитного бетона позволили 
архитектору выполнить ряды окон-бойниц 
разного размера, иррегулярно расположив 
их на фасаде (рис. 2).
Однако свобода и фантастичность обра-
зов, которые могут быть созданы в бетоне, 
не являются основными достоинствами 
материала. В здании Каза дель Фасций 
(1932–1936 г.) архитектор Джузеппе Тер-
раньи создает простой каркас, как сим-
вол единства нации. Архитектор вводит в 
колонны трубы стока ливневых вод и каркас 
оживает. Мастер дает инженерным комму-
никациям метафорическое имя — «нерва-
тура» (рис. 5).
Наиболее заметные здания и сооруже-
ния, построенные за последние десятиле-
тия, выполнены в железобетоне. Это башни, 
мосты (рис. 3), тоннели, высотные здания —
среди них мировой ре кордс мен, сдвоенный 
небоскреб «Петронас Тауэрс» в Куала-Лум-
пуре (рис. 6), — культовые со ору же ния — 
среди которых храм Христа Спасителя в 
Москве и т. д.
Последние десятилетия XX в. ознаме-
новались значительными достижениями в 
области технологии бетона. В эти годы поя-
вились и получили широкое распростране-

Глава 1. Архитектурно-композиционные возможности монолитного бетона и железобетона

Рис. 1. Президентский дворец Алворадо и кафедральный собор в Бразилии (1950–1970); арх. О. Нимейер

Рис. 2. Капелла в Роншане и церковь в Зеленом Фирмини; арх. Ле Корбюзье

Рис. 3. Висячий арочный мост в Дубае

Раздел I. Архитектурные, технологические и экологические аспекты применения
8

ние новые эффективные вяжущие, моди-
фикаторы для вяжущих и бетонов, актив-
ные минеральные добавки и наполнители, 
армирующие волокна, новые технологиче-
ские приемы и методы получения строи-
тельных композитов.
Современная технология строительства с 
применением монолитного бетона основана 
на новейших достижениях в области бето-
новедения, физики, химии и математики. 
Инновационные решения — это, как пра-
вило, ответ на вполне конкретную проблему 
архитектурно-строительной практики. Так 
появились на свет декоративные, легкие 
(«теплые»), суперпрочные, самоуплотняю-
щиеся, быстротвердеющие, гидрофобные и 
дренирующие бетоны, материалы из водо-
стойкого гидрофобного гипса.
Сегодня бетон все шире используется в 
жилищном, промышленном, транспорт-
ном, гидротехническом, энергетическом и 
других видах строительства. Созданию раз-
личных видов строительных конструкций 
нового поколения: гибридных, слоистых, 
тонкостенных, профилированных — спо-
собствуют активные исследования и разра-
ботки в области технологии бетона.
Наиболее полно современные возможно-
сти технологии бетона отразились произ-
водстве высококачественных, высокотех-
нологичных, высокофункциональных бето-

Рис. 4. Акаси-Кайкё — висячий мост, пересекающий пролив Акаси и соединяющий г. Кобе на о. Хонсю 
с г. Авадзи на о. Авадзи, Япония

Рис. 5. Жилой дом; арх. Джузеппе Терраньи

Рис. 6. Башни «Петронас Тауэрс» в Куала-Лумпуре

Глава 1. Архитектурно-композиционные возможности монолитного бетона и железобетона

нов (High Performance Concrete, HPC)2. Речь 
идет о многокомпонентных бетонах с высо-
кими эксплуатационными свойствами: по-
казателями прочности, долговечности, мо-
розостойкости, сопротивления истираемо-
сти; низкой адсорбционной способностью 
и низким коэффициентом диффузии, на-
дежными защитными свойствами по отно-
шению к стальной арматуре; высокой хи-
мической стойкостью, бактерицидностью и 
регулируемыми показателями деформатив-
ности (в том числе с компенсацией усадки 
в возрасте 14–28 суток естественного твер-
дения). Прогнозируемый срок службы та-
кого бетона в реальных условиях — от 200 
до 500 лет, что подтверждается исследова-
ниями японских ученых.
Появление высококачественных бето-
нов открыло новую эру в строительстве. Их 
уникальные свойства позволили реализо-
вать такие строительные проекты, о кото-
рых еще сравнительно недавно трудно было 
даже мечтать: тоннель под Ла-Маншем; 
125-этажный небоскреб в Чикаго высотой 
610 м; мост через пролив Акаси в Японии 
с центральным пролетом 1990 м (мировой 
рекорд 1990 г., рис. 4).

Мост через пролив Нордамберленд в 
Восточной Канаде длиной 12,9 км сооружен 
на опорах, которые на глубину более 
35 м погружены в воду. При крайне суровых 
условиях эксплуатации (ежегодно бетон 
подвержен 100 циклам замораживания и 
оттаивания) конструкции этого моста рассчитаны 
на срок службы 100 лет. Платформа 
для добычи нефти на месторождении Тролл 
(Норвегия) в Северном море, построенная 
в 1995 г., имеет высоту 472 м и рассчитана 
на воздействие ураганного шторма с максимальной 
высотой волны 31,5 м (рис. 7). 
Расчетный срок эксплуатации платформы 
составляет 70 лет. Аналогичные платформы, 
эксплуатирующиеся в зоне сплошного многолетнего 
ледового покрова, подвижки 
которого развивают огромные срезающие 

2 Высококачественные бетоны (ВКБ) — термин 
High Performance Concrete (HPC) принят в 
1993 г. совместной рабочей группой ЕКБ / ФИП.

Рис. 7. Платформа для добычи нефти Тролл 
в Северном море, Норвегия

Рис. 8. Башня «Восток» комплекса «Федерация» 
в Московском международном деловом центре 
«Москва-Сити» в процессе строительства

Раздел I. Архитектурные, технологические и экологические аспекты применения
10

усилия, возведены на океаническом шельфе 
Северного Ледовитого океана в 200–400 км 
от берегов Аляски.
В России высококачественные бетоны 
нашли применение, например, в Москве 
при строительстве новых торгово-рекреационных 
комплексов на Манежной площади 
и на площади Курского вокзала; коллекторов 
для инженерных сетей; транспортных 
тоннелей в Лефортове, на проспекте 
Мира, Ленинском и Кутузовском проспектах; 
путепроводов и развязок московской 
кольцевой автомобильной дороги, МКАД; 
высотных зданий, таких как «Смоленский 
пассаж», «Реформы», комплекс «Москва-
Сити» (рис. 8); а также целого ряда специальных 
сооружений.

Одним из факторов повышения эффективности 
монолитного строительства, особенно 
высотного, является уменьшение 
массы железобетонных конструкций без 
потери их несущей способности и других 
эксплуатационных свойств, что достигается 
применением легких бетонов с повышенными 
показателями конструктивного 
качества.
Впервые высокопрочные легкие бетоны 
были применены при возведении зданий и 
сооружений во второй половине ХХ в. При 
строительстве моста Дюккерхофф в Висба-
дене высокопрочный легкий бетон был использован 
в предварительно напряженных 
конструкциях. Монолитный бетон, примененный 
при возведении южных фасадов 
Кайцентра в Дюссельдорфе выполняет несколько 
функций одновременно: конструктивные, 
декоративные и теплоизоляционные. 
При строительстве нефтяной платформы «
Хейдрун» в Норвежском море удалось 
установить своеобразный рекорд прочности 
легкого бетона, уложенного в реальные 
конструкции — 75 МПа при плотности 
1,75 кг / дм3.
Амбициозные строительные проекты 
ХХI в., например такие как протяженные 
подвесные мосты в Японии и Китае, 
комплексы крупных гидротехнических 
и транспортных сооружений в Голландии 
и ряд других, где одним из непременных 

Рис. 9. Город наук и искусств в Валенсии, Испания; арх. Сантьяго Калатрава

Рис. 10. Художественный музей в Милуоки, США; 
арх. Сантьяго Калатрава