Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы организации строительства с применением бетонных смесей 12
1.1. Анализ современного состояния и тенденций развития строительства с применением бетонных смесей 12
1.2. Особенности организации производства бетонных работ 20
1.3. Содержание и развитие организации процесса закупок в логистической системе предприятия 26
1.4. Нормативно и техническое регулирование качества бетонных смесей и взаимоотношений с поставщиками 32
1.5. Выводы по главе 1 38
Глава 2. Методология выбора заводов-поставщиков бетонных смесей при организации монолитного строительства 41
2.1. Система контроля качества на заводах по производству бетонных смесей и строительной площадке 41
2.2. Процесс оценки и выбора заводов-поставщиков бетонных смесей 46
2.3. Определение факторов, влияющих на качество бетонных смесей 57
2.4. Анализ существующих методов выбора поставщиков при организации монолитного строительства 66
2.5. Выводы по главе 2 71
Глава 3. Повышение эффективности системы поставок бетонных смесей 73
3.1. Формулирование основополагающих критериев оценки заводов по производству бетонных смесей и определение весовых коэффициентов 73
3.2. Разработка методики выбора заводов-поставщиков бетонных смесей на объекты строительства 83
3.3. Формирование системы анализа и контроля эффективности разработанной методики выбора заводов-поставщиков бетонных смесей 93
3.4. Процесс управления взаимоотношениями с поставщиками бетонных смесей 97
3.5. Выводы по главе 3 104
Глава 4. Апробация разработанной методики выбора заводов-поставщиков бетонных смесей при организации монолитного строительства 106
4.1. Практическая апробация предлагаемой методики выбора заводов-поставщиков бетонных смесей 106
4.2. Анализ результатов работы и перспективные направления дальнейших исследований 108
4.3. Выводы по главе 4 111
Заключение 113
Список литературы 116
Приложение А 132
Приложение Б 133
Приложение В 175
Приложение Г 177
Приложение Д 178
Приложение Е 179
- Особенности организации производства бетонных работ
- Определение факторов, влияющих на качество бетонных смесей
- Разработка методики выбора заводов-поставщиков бетонных смесей на объекты строительства
- Анализ результатов работы и перспективные направления дальнейших исследований
Особенности организации производства бетонных работ
Под термином «организация строительства» подразумевается разработка и реализация системы мероприятий по установлению последовательности работ, управлению и организации контроля, распределению материально-технических и человеческих ресурсов при строительстве зданий и сооружений [34].
Рассматривая комплекс опалубочных, арматурных и бетонных работ при возведении зданий и сооружений стоит выделить процессы, представленные на рисунке 1.2.1.
В работе Третьякова А.К. и Рожненко М.Д. процесс бетонирования предложено разделять на такие технологические этапы, как:
- приготовление бетонной смеси;
- транспортирование смеси;
- контроль качества при поставке на объект и укладка бетонной смеси в процессе бетонирования;
- уход за бетоном;
- контроль за твердением бетона, набором прочности и других показателей [35].
При производстве бетонных работ подрядной организации следует разработать технологический регламент на бетонирование или технологическую карту, которые будут включать в себя информацию о последовательности работ, правилах организации трудовых и материальных ресурсов (способы доставки и приемки бетонных смесей, укладки и уплотнения) и учитывать условия строительной площадки и установленные сроки.
Одна из особенностей производства бетонных работ заключается в наличии подготовительного этапа, когда необходимо заранее произвести работы по определению времени доставки смеси, анализа (согласования) сопроводительной документации, проверке наличия у лаборатории поверенного испытательного оборудования и средств измерений.
Только при наличии установленной между бетонным заводом и строительной организацией оперативной связи можно приступать к поставкам бетонных смесей на объект строительства.
- бетонные работы должны производиться после завершения подготовительных, т.е. опалубочных и арматурных работ;
- бетонные работы следует осуществлять поточным методом, выделяя ведущий поток в составе объектных;
- процессы бетонных работ должны быть снабжены средствами механизации;
- для механизации строительного производства следует использовать комплекты взаимосвязанных, дополняющих друг друга машин;
- используемые в комплексе механизмы должны функционировать в оптимальных режимах;
- комплексность механизации строительных работ следует достигать увязкой основных параметров и расположения машин в цепи;
- при производстве бетонных работ соблюдать равномерность и непрерывность процесса [36].
Еще одна особенность производства бетонных работ обусловлена специфическими свойствами применяемых бетонных смесей, которые приводят к необходимости в случаях образования перерывов в бетонировании (от 20 до 60 минут) к перекачке смеси через каждые 10 минут по системе при использовании бетононасосов. Организация производства бетонных работ должна быть построена таким образом, чтобы данный интервал времени не превышался, в противном случае необходимо отнести бетонные смеси к несоответствующей продукции. Именно поэтому моментом, требующим особого внимания, является необходимость непрерывного контроля за стабильностью и ритмичностью поставок бетонных смесей на объект строительства, а также соответствие производительности укладки бетона в конструкции [37]. Соответственно важно установить интенсивность бетонирования с учетом факторов влияния (характеристик бетонных смесей, дальности транспортировки).
В процессе бетонирования на этапе укладки и уплотнения бетонной смеси производится система контроля, заключающаяся в:
- визуальном контроле соответствия допустимой высоты сбрасывания смеси;
- визуальном контроле толщины и направления укладки слоев смеси;
- контроле степени уплотнения смеси.
Совокупность процессов, их последовательность и трудоемкость зависят от вида конструктивных элементов, типов опалубки, используемых машин и механизмов, а также от территориальных и технологических особенностей выполнения бетонных работ.
Все этапы выполняются звеньями, сгруппированными в бригаду. Конструктивный элемент в процессе производства работ разбивают на ярусы (по высоте) и на захватки (в плане) для организации поточного производства работ [38].
Разделение на ярусы обуславливается возможностью перерывов в бетонировании и образовании температурных и рабочих швов. Уровень яруса более 4 м нежелателен, так как при бетонировании увеличивается давление на стенки опалубки от смеси [39].
Разбивка на захватки предполагает:
- равновеликость трудоемкости каждого простого процесса;
- минимальный размер рабочего участка;
- размер участка, увязанный с величиной захватки, бетонируемой без остановки;
- количество захваток равное или кратное количеству потоков [40].
Для точной организации выполнения комплекса процессов производства бетонных работ поточным методом необходимо:
- четко определить трудоемкость процессов;
- разделить возводимый объект на захватки и ярусы, близкие по объёмам работ, достаточные для полной занятости звена;
- определить ритм потока и продолжительность работ;
- определить тип оборудования и его количество для подачи на место производства работ арматуры, опалубки и бетонной смеси;
- определить требуемое число рабочих и произвести разделение звеньев и бригад в соответствии с трудоемкостью процессов и установленного ритма потока;
- составить календарный график работ комплексного процесса [41].
Бетонирование оказывает значительное влияние на сроки арматурных и опалубочных работ, из-за чего с целью сохранения единого ритма потока при различной трудоемкости процессов устанавливают одинаковую продолжительность работ по бетонированию для каждого из звеньев с различным количественным составом [42].
Бетонные работы производятся в соответствии с проектом (рабочими чертежами), проектами производства работ (ППР), технологическими картами (ТК) трудовых процессов с соблюдением требований соответствующих пунктов технических регламентов (ТР) и сводов правил (СП).
Материалы, используемые при производстве бетонных работ, должны соответствовать требованиям стандартов (ГОСТ), технических условий (ТУ) и стандартов организаций (СТО).
В исследованиях Бадагуева Б.Т. предлагается в качестве критерия эффективности организации монолитного строительства рассматривать уменьшение срока возведения зданий и сооружений при условии наименьших инвестиций и значительном уровне качества строительства [43].
Научные и практические исследования особенностей организации бетонных работ при строительстве зданий и сооружений заключаются в следующих положениях [44-46]:
- сосредоточение крупных объемов работ на маленьких по площади объектах;
- многообразие проектных конструктивных решений;
- географическое расположение и климатические условия;
- территориальное размещение организаций и объектов строительства;
- потребность производства работ в короткие сроки. Для получения необходимых результатов при организации монолитных работ с учетом их особенностей, предотвращения рабочих швов в конструкциях, не предусмотренных проектом, недостижения требуемых прочностных и иных характеристик готовых элементов необходимо в первую очередь провести детальный анализ имеющихся производственных баз бетонных заводов и их возможностей, в том числе их совместной работы.
Определение факторов, влияющих на качество бетонных смесей
Общеизвестно, что бетонные смеси производятся согласно технологическому процессу (рисунок 2.3.1), в течении которого формируется потенциальный уровень качественных характеристик, который невозможно повысить на следующих технологических переделах [136].
Согласно требованиям нормативной документации основными характеристиками бетонных смесей являются [137, 138]:
- однородность (достигается оптимальным соотношением цементного вяжущего и мелких фракций заполнителя, содержанием крупных фракций и соответствующим перемешиванием);
- удобоукладываемость (достигается составом с определенным соотношением количества воды и применяемых добавок);
- водоудерживающая способность (достигается за счет изменения объема воды и введением водоудерживающих добавок);
- деформативность и прочность (достигается путем корректировки жесткости, для которой определяющим фактором является водосодержание смеси).
Корректировки различного рода в соотношении количества сырьевых материалов имеют прямое влияние на качественные характеристики готовой бетонной смеси. Изменение содержания песка в бетонной смеси при постоянном расходе цемента и водосодержании не оказывает воздействия на показатель – жесткость. Однако стоит отметить, что при возрастании количества песка жесткость смеси будет увеличиваться, и для сохранения её в стабильном интервале значений следует увеличивать водосодержание [139]. Если уменьшать количество песка, то образуется ситуация, когда раствора будет недостаточно для образования связной смеси и жесткость будет возрастать за счет расслоения. Необходимо отметить, что с повышением количества растворной составляющей и песка прочность бетона будет снижаться, соответственно оптимальным вариантом должно быть содержание не инициирующее расслоение.
Еще одним фактором, оказывающим влияние на качество бетонных смесей, является смена гравия на щебень с сохранением фракции, что приводит к повышению водопотребности смеси на 5-15 %. Увеличивается также водопотребность от 1 до 2 % на каждый процент содержания в щебне или песке пылевидных и глинистых частиц. Для уменьшения водопотребности следует применять пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, однако стоит учитывать и прогнозировать степень их влияния на прочность бетона [140].
Увеличение времени простоя бетонной смеси от момента ее приготовления до этапа укладки уменьшает подвижность и повышает жесткость. При повышении температуры бетонной смеси и понижении относительной влажности воздуха быстрее начинает происходить процесс схватывания бетонной смеси и соответственно снижение ее подвижности [141].
На деформативность и прочность бетонной смеси в свежеотформованном состоянии в первую очередь оказывает влияние степень жесткости [142]. Добиться увеличения значений по показателю прочность на сжатие при неизменяющейся жесткости смеси возможно руководствуясь следующими условиями:
- возрастание расхода цемента с 250 до 400 кг/м3 (на 10-30 %);
- увеличение крупности заполнителя с 10 до 20 мм (на 20-30 %);
- повышение количества крупного заполнителя (на 20-30 %);
- увеличение коэффициента уплотнения бетонной смеси с 0,9 до 1,0 (на 30-50 %);
- смена гравия на щебень (на 10-20 %). Рассмотрев изменение количества сырьевых материалов в составе как фактор влияния на качество бетонных смесей, установлено, что значительное воздействие оказывает непосредственно качественный уровень используемых сырьевых материалов [143]. Для минимизации воздействия данного фактора следует гарантировать стабильность закупок сырьевых материалов, грамотно и рационально проводить входной контроль и при нахождении несоответствий отбраковывать продукцию.
Несоответствие характеристик сырьевых материалов установленным требованиям способно спровоцировать значительные отклонения в параметрах бетонной смеси и бетона, вплоть до изменения структуры смеси, сроков схватывания и твердения, что в результате приводит к снижению безопасности конструкций.
В современных условиях производства особое место уделяется цементам, качество которых должно приближаться к требованиям евростандартов [144].
Качественный уровень цемента влияет не только на прочность, но также и на другие параметры, такие как морозостойкость и трещиностойкость. При приготовлении бетонной смеси с повышенным значением по морозостойкости большое значение имеет выбор цемента с химико-минералогическим составом, наличием добавок, дисперсности. Недожог клинкера приводит к снижению удобоукладываемости, а пережог к уменьшению долговечности конструкции и снижению прочности [145].
Еще одним дискуссионным вопросом остается проблема несоответствия цемента темпам современного строительства, вызванная необходимостью в сокращенное время твердения достигать значения проектной прочности с завышенным расходом цемента. Анализ результатов качества цементов, закупаемых заводами по производству бетонных смесей показал, что удельная поверхность их составляет 280 – 330 м2/кг [146]. Отталкиваясь от интервала значений по данной характеристике можно сделать вывод о том, что предприятия в результате применения данного цемента получают:
- замедленные сроки схватывания – исключается возможность достижения 70 % требуемой прочности по проекту в сокращенные циклы тепло-влажностной обработки;
- значительное водоотделение, провоцирующее ослабление конструкций и возникновение дополнительных работ по шлифованию поверхности.
Принимая во внимание практику использования на бетонных заводов (ОАО «ДСК-1», ОАО «ДСК-2», ОАО «ДСК-3», ОАО «ЖБИ-6», ОАО «ЖБИ-23» и т.д.) цементов российского происхождения (Щуровский, Михайловский, Себряковский, Мальцовский, Старооскольский и т.д.) определены основные параметры, которыми должны обладать цементы для соответствия требуемому уровню строительства и нормативной документации [83, 147]:
- значение удельной поверхности цемента должно входить в интервал 370-400 кв. м/кг;
- начало схватывания должно проходить до 2 часов, конец схватывания в интервал от 3,0 до 3,5 часов;
- отсутствие водоотделения.
НИЦ «Гипроцемент-наука» в одной из публикаций выдвинуло предложение по идентификации цемента на основе составления паспорта с дифрактограммой (спектр рентгеноструктурного анализа). Данный подход является весьма разумным, так как наличие подобного аппарата в области поставки даст возможность идентифицировать определенный вид продукции и произвести оценку его состава [148].
Не лучше ситуация и с заполнителями – отсутствие на карьерах обогатительных фабрик приводит к выпуску сырья низкого качества, не отвечающего нормативной документации. В связи со сформировавшейся экономической обстановкой и ограниченностью сырьевых ресурсов, весьма затруднительно получить заполнители с карьера с требуемыми свойствами, а фактические характеристики материалов не соответствуют значениям, указанным в паспортах и сертификатах [149]. На сегодняшний день поставки материалов на завод ведутся через цепочку множества посреднических и транспортно-экспедиторских организаций, с перевалок, где используется гусеничная техника, применение которой зачастую приводит к дроблению щебня и, как следствие, ухудшению его качества.
Традиционно крупнейшим импортером щебня была Украина, с долей 88,3 % от общего объема. Однако за последние годы импорт нерудных материалов из этой страны претерпел существенные изменения. Проблемы с поставками щебня из Украины привели к переориентации товарных потоков, снижение поставок начали компенсировать белорусские поставщики, которые нарастили объемы отгрузки в Россию более чем в 5,5 раз. Одновременно с этим увеличили выпуск щебня и производители Северо-Запада и обеспечили рекордный прирост производства своей продукции. Однако данные поставщики являются недостаточно изученными на российском рынке и качественные показатели поставляемой ими продукции на данный момент не отличаются стабильностью [150].
Проведенный анализ сложившейся ситуации показал, что в сформированных обстоятельствах назрела потребность формирования реестра поставщиков, предоставляющих некачественные сырьевые материалы, применяемые при производстве бетонных смесей.
Разработка методики выбора заводов-поставщиков бетонных смесей на объекты строительства
При принятии решений появляются затруднения, связанные с тем, что поставщики могут характеризоваться разными наборами противоречивых параметров: по одним потенциальный поставщик может быть лучше, а по другим хуже. Данная проблема может быть решена учетом всего перечня рассматриваемых свойств, при этом возникают проблемы, связанные с несовместимостью получаемых значений, определяемых по разнотипным шкалам (количественных или качественных), невозможности применения одних операций. Разрешение проблемы традиционных методов определения «наилучшего» поставщика может быть реализовано путем перехода к одной шкале измерения с сохранением заложенного смысла критериев и цели их использования.
Пусть P = {p1, p2, …, pn} – множество поставщиков, из которых необходимо выбрать наиболее подходящего; K = {k1, k2, …, km} – множество критериев, используемых для представления поставщиков из P. Задача стоит в расположении (упорядочивании) элементов множества P в соответствии с присвоенным рангом (в порядке предпочтения) по значениям множества K.
Определим шкалу измерения в виде вещественных чисел [0, 3] и для каждого поставщика по значению каждого критерия установим числовую оценку, которая будет характеризовать насколько поставщик подходит под понятие «наилучший» по тому или иному критерию. В результате каждый поставщик будет представлен не набором значений определенных критериев, а множеством соответствующих числовых оценок, при этом они будут измеряться в единой числовой шкале, следовательно, их можно будет использовать вместе в одних расчетах.
Таким образом, для всех параметров имеется множество, каждый элемент которого определяет соответствие каждого поставщика понятию «наилучший» по этому критерию.
Решение задачи приведения оценки качественных и количественных показателей выполняется посредством использования шкалы с едиными установленными границами с четкими разъяснениями присвоения оценок.
С целью сохранения возможности улучшения взаимоотношений производителя строительных работ с поставщиками, а также для принятия оперативных решений при возникновении непредвиденных ситуаций положения методики были разделены на два этапа оценки состояния и деятельности заводов-поставщиков бетонных смесей. Наличие второго этапа создает возможности предприятию принять превентивные действия для удовлетворения всех требований заказчика и таким образом укрепить свое положение в иерархической структуре поставщиков [165-166].
Пусть Ni - і-ая категория критериев, которая включает в себя критерии кті в количестве ПЇІ.
Таким образом, расчет баллов по каждому критерию будет выражен суммой произведений Wkmijkm, а количество баллов по каждой категории WNiZWkmijkmi.
Для компенсации разницы количества критериев в каждой из категорий введем поправочный коэффициент щ, который принимает значения в интервале от 0,185 до 1,667 в соответствии с принадлежностью к определенной категории.
Тогда, расчет рейтинга потенциальных заводов-поставщиков бетонных смесей на этапе 1 составляется на основе формул (3), (4):
Оценочный балл каждого критерия находится опытным путем по результатам выездной проверки состояния производства представителем организации, производящей монолитные работы, в соответствии с разработанной программой.
Перед комиссией ставится задача постановки оценки по каждому критерию в соответствии со шкалой (таблица 3.2.2), однако возможны отклонения при оценке отдельных критериев.
Выставление баллов производится следующим образом: Качественные - стабильность качества продукции (сохранение параметров в заданных нормативной документацией пределах при пробном замесе - плотность, температура, удобоукладываемость, объем вовлеченного воздуха): 0 – показатели не соответствуют допустимым отклонениям, установленным нормативной документацией; 1 – осуществляется при крайней необходимости; 2 – два и более показателя находятся в граничных значениях допустимых отклонений, установленных нормативной документаций; 3 – все показатели соответствуют допустимым отклонениям, установленным нормативной документацией;
- предоставление гарантий качества продукции (сохраняемость характеристик и достижение требуемых значений в проектном возрасте): 1 – возврат миксера за счет завода производителя при несоответствии параметров при входном контроле; 2 – завод несет ответственность и гарантирует достижение требуемых значений в проектном возрасте за часть показателей; 3 – завод несет ответственность и гарантирует достижение требуемых значений в проектном возрасте по всем показателям;
- возможность выезда лаборанта на место поставки (объект строительства): 1 – отсутствует возможность; 2 – осуществляется при крайней необходимости; 3 – осуществляется периодически;
- использование статистических методов контроля параметров: 0 – не используются; 1 – используются только для показателя прочность при сжатии; 2 – используются для показателя прочность при сжатии и для контроля параметров при отгрузке бетонной смеси; 3 – используются;
- удаленность от объекта строительства (оценка возможности превышения срока сохраняемости свойств бетонной смеси): 1 – завод находится на расстоянии более 100 км / более 90 минут; 2 – расстояние составляет от 50 до 100 км / не более 90 минут; 3 – расстояние менее 50 км / не более 60 минут;
Экономические
- стоимость 1 м3 бетонной смеси, соответствующей требованиям проекта: оценивается в сравнении с альтернативными вариантами в соответствии с основной шкалой;
- кредитоспособность (условия платежа): оцениваются в сравнении с альтернативными вариантами в соответствии с основной шкалой;
- сроки оплаты поставщику: оцениваются в сравнении с альтернативными вариантами в соответствии с основной шкалой;
- условия предоставления скидок: оцениваются в сравнении с альтернативными вариантами в соответствии с основной шкалой;
- устойчивость финансового состояния поставщика (за последние 3 года): 1 – нет; 3 – да;
- возможность поставки малых объемов заказа (1,5 – 3 м3): 1 – нет; 3 – да;
Организационные
- наличие собственной испытательной лаборатории: 1 – отсутствует; 2 – договор со сторонней испытательной лабораторией; 3 – есть собственная лаборатория;
- наличие собственного автопарка автобетоносмесителей: 1 – отсутствует; 2 – договор со сторонней организацией; 3 – собственный автопарк;
- минимально возможное время поставки бетонных смесей на объект строительства (с момента подачи заявки): 1 – более 24 часов; 2 – от 12 до 24 часов; 3 – от 6 до 12 часов;
- возможность внеплановых поставок: 1 – нет; 3 – да;
- стратегическое значение (производитель / посредник): 1 – посредник; 3 – производитель;
- возможность бесперебойной поставки больших объемов заказа (300 м3 и более) в соответствии с наличием необходимого запаса сырьевых материалов, круглосуточной работой и достаточного автопарка: 1 – нет; 3 – да;
Технологические (оцениваются по соответствующему разделу программы проверки состояния производства)
- возможность круглосуточной работы: 1 – нет; 3 – да;
- возможность круглогодичной работы: 1 – нет; 3 – да;
- наличие информационной системы связи и обработки заказов: 1 – нет; 3 – да;
- технологичность оборудования (современные технологии производства): 1 – нет; 3 – да;
- стабильность характеристик сырьевых материалов (как следствие, бетонных смесей): 1 – нестабильно; 2 – удовлетворительно; 3 – стабильно;
- техническое состояние производственного оборудования: 0 – неудовлетворительное состояние; 1 – значительная погрешность в допустимых пределах; 2 – средняя погрешность в допустимых пределах; 3 – минимальная погрешность в допустимых пределах; - возможность переоборудования (дополнительные технические улучшения): 1 – нет; 3 – да
Анализ результатов работы и перспективные направления дальнейших исследований
Для оценки результатов использования разработанных положений на практике был проведен опрос производителей работ с помощью метода «экспертных оценок» на объектах внедрения.
В опросе участвовал 61 эксперт, включая специалистов организаций, производящих строительные работы, представителей заводов и службы строительного контроля.
Анализ опроса показал следующие результаты:
- улучшение коммуникации и организации документооборота на объекте строительства между производителями работ и заводами, поставляющими бетонные смеси (более 75 % экспертов);
- сокращение продолжительности согласования карт подбора составов бетонных смесей (82 % экспертов);
- снижение количества переделок на строительной площадке, вызванных появлением дефектов бетонных конструкций и, как следствие, сокращение количества дополнительных затрат и продолжительности процесса возведения монолитных бетонных и ж/б конструкций (92 % экспертов);
- уменьшение количества согласований с проектным институтом (74 % экспертов);
- возможность накопления информации о поставщиках бетонных смесей для дальнейшего сотрудничества с целью сокращения времени на организацию поставок на других объектах строительства (95 % экспертов);
- повышение прозрачности производственных процессов и сокращение количества выданных замечаний и предписаний надзорными органами (79 % экспертов).
Разработанный подход к организации работ в аспекте монолитного строительства с использованием предложенной методики выбора заводов-поставщиков бетонных смесей позволил сократить количество поставщиков бетонных смесей, уменьшить сроки проведения бетонных работ относительно запланированного графика, снизить риски поставки некачественных бетонных смесей и возникновения дефектов в результате срыва поставок в необходимом объеме. Также было отмечено положительное влияние на качество подготовки исполнительной документации и уменьшение конфликтов между представителями заводов и строительными организациями.
Выявлены следующие перспективные направления развития результатов исследования:
- расширение информационной базы бетонных заводов Москвы и Московской области, отвечающих предъявляемым требованиям строительной отрасли, с учетом возможности их взаимодействия;
- разработка дополнительного инструментария для автоматизации работы по подбору поставщиков относительно географического расположения объектов строительства;
- развитие разработанных положений в отношении других строительных материалов и изделий;
- адаптация разработанной базы данных к современной технологии информационного моделирования.