Способи посилення перекриттів – ребристих, порожнистих, монолітних плит
Конструкції старих або зазнали природних або техногенних катаклізмів будівель часто втрачають свою несучу здатність і вимагають капітального ремонту. Особливу складність становить відновлення залізобетонних перекриттів, що мають величезну масу. Конструкторами розроблені різні способи посилення перекриттів, і кожен із них підбирається в індивідуальному порядку після серйозного обстеження та розрахунків на навантаження.
У яких випадках потрібне посилення
Аварійний або передаварійний стан будівель, що потребує посилення плити перекриття, може бути спричинений різними причинами. Більшість із них виникає на виробництвах, де застосовуються агресивні хімічні речовини, що руйнують бетон і викликають корозію арматури, а також там, де на перекриття виявляються постійні динамічні навантаження від устаткування, що працює.
У приватних будинках до зношування плит частіше наводять інші фактори:
- механічні пошкодження;
- надто високе навантаження на перекриття, не передбачене при проектуванні;
- наслідки пожеж, вибухів, землетрусів;
- атмосферний вплив – опади, зміна температури;
- природне зношування старих конструкцій;
- недотримання технології при влаштуванні перекриттів; відсутність грамотного розрахунку.
Посилення перекриттів може знадобитися і за відсутності пошкоджень і деформацій, наприклад, якщо змінюється призначення приміщень і в них передбачається встановити важкі меблі, обладнання, на яких воно не розраховане. Або за зміни поверховості будинку, надбудови другого поверху, мансарди.
У будь-якому випадку приймати рішення про необхідність зміцнення конструкцій, оцінювати ступінь ушкоджень та вибирати методику має грамотний спеціаліст. Результат самостійних дій може бути непередбачуваним.
Ознаки аварійного стану перекриттів
Якщо перелічені причини руйнувань мали місце, необхідно з'ясувати, чи не вплинули вони на перекриття. Для чого проводиться спочатку візуальний огляд, а потім - оцінка пошкоджень інструментальними методами.
Визначаються візуально
У житлових будинках, в яких підлога і стелі оздоблені штукатуркою, фарбою, підвісними конструкціями та декоративними настилами, необхідність посилення монолітного перекриття може залишитися непоміченою, тому обробку демонтують. При візуальному огляді звертають увагу на такі дефекти:
- зміна геометричних параметрів конструкції;
- наявність відшарувань, тріщин та сколів бетону;
- відшарування та руйнування стяжки;
- оголення арматурного каркасу та наявність слідів корозії металу;
- зміна кольору на окремих ділянках плити або слідів замочування;
- поява провисань та прогинів;
- поява тріщин та інших дефектів у місцях спирання плити на стіни, балки, колони.
Виявлені експертизою
Як показує практика, найчастіше несуча здатність плит знижується через корозію арматури. Цей процес супроводжується зменшенням її перерізу та руйнуванням навколишніх шарів бетону продуктами корозії. Щоб виявити ці зміни, доводиться розкривати конструкції, після чого посилення залізобетонних перекриттів стає неминучим.
Інструментальне обстеження дозволяє уникнути додаткових руйнувань. За допомогою спеціального обладнання можна визначити:
- ступінь корозії та зменшення перерізу елементів арматури;
- склад та міцність бетону;
- динаміку розкриття тріщин;
- величину прогинів.
Фахівці на основі проведених досліджень визначають слабкі місця та проводять розрахунки. Результатом цієї роботи стає проект ремонту чи реконструкції перекриттів.
Підготовка до робіт з посилення перекриттів
Щоб виконати роботи з посилення монолітних плит перекриття та збірних залізобетонних конструкцій якісно та із забезпеченням безпеки працівників, необхідно провести низку підготовчих заходів.
- Зміцнення перекриттів.
Під конструкцію, що ремонтується, підводять тимчасові підтримуючі балки на опорах з металевих труб, брусів або колод перетином від 150 мм.
- Розвантаження.
Підлогу верхнього поверху звільняють від меблів та техніки.
- Демонтаж оздоблення.
З перекриття повністю демонтують підвісні стелі, знімають покриття для підлоги, видаляють стяжку, очищають від штукатурки, побілки.
- Очищення.
З поверхні плит знімають пухкий і відшаровується бетон. Голішу арматуру очищають від корозії, використовуючи ручний або електроінструмент, після чого обробляють перетворювачем іржі.
Якщо посилення залізобетонних плит перекриття буде проводитися з використанням бетонного розчину, місця зіткнення нового та старого бетону очищають від пилу та знежирюють.
Як посилити перекриття – кілька традиційних способів
Яким способом відновити несучу здатність і цілісність перекриттів залежить від характеру руйнувань, призначення розташованих на і під ними приміщень, розрахункового навантаження на стіни та фундамент та багатьох інших факторів. Ціна питання тут не найважливіше, хоча іноді вдається вибрати найменш витратний варіант без шкоди для якості.
Посилення опорних колон
Якщо плити перекриття спираються на колони з недостатньою площею перерізу, при збільшенні навантаження (наприклад, при зведенні важкої перегородки на верхньому поверсі) виникає ризик їх продавлювання в точках опори. У таких випадках збільшують площу спирання, розширюючи верхній торець колони або нарощуючи її по всій висоті.
Щоб змусити існуючий і нарощувати обсяг залізобетону працювати єдиною конструкцією, необхідний точний розрахунок марки бетону і конфігурації арматурного каркаса, а також посилення фундаменту під підошвою колон.
Встановлення металевих балок
Посилення плит перекриття металевими балками знизу зі швелера або двотавра практикується для всіх видів перекриттів з великими прольотами для усунення їх провисання. Перетин балки розраховується за величиною прольоту та сумою навантажень.
Для монтажу балки знизу вона підводиться під площину перекриття, притискається до нього домкратами з великим зусиллям і підпирається телескопічними стійками. Потім встановлюються опорні стовпи.
Дозволяється посилення плит перекриття металевими балками зверху. Цей варіант краще, коли інтер'єр нижнього поверху не хочеться псувати потужними конструкціями. Балку укладають уздовж стику плит торцями на несучі стіни або у вирубані в них ніші та притягують до них плити підвісками з опорними пластинами.
Замонолічування перекриття зверху
Найпоширеніший і водночас найненадійніший спосіб, що часто застосовується домовласниками самостійно. Виявивши тріщини та відколи в бетонній плиті, вони заливають поверх неї армований бетон, приховуючи дефекти. Але за зовнішніми пошкодженнями неможливо встановити глибину тріщин і їхню здатність до розростання, а додатковий шар бетону серйозно збільшує навантаження і ще більше знижує здатність плит, що несе.
Щоб правильно провести посилення плити перекриття зверху, необхідні розрахунки за навантаженнями та дотримання наступних умов:
- арматурний каркас нової монолітної плити повинен мати опору на несучі стіни, для чого в них вирубуються ніші або просвердлюються отвори;
- новий каркас потрібно зв'язати зі старим, вирубавши місцями захисний шар бетону;
- на поверхні старої плити необхідно зробити насічки для кращого зчеплення зі свіжим бетоном.
Корисне відео
Посилення монолітної плити знизу
Пошкоджені перекриття можна зміцнити і знизу, посиливши їх арматурною сіткою з осередками 15х15 см та накривши шаром розчину. У цьому випадку також потрібний розрахунок на додаткове навантаження. Якщо перекриття спираються на балки та колони, їх теж обв'язують арматурою і підсилюють, щоб збільшити здатність, що несе.
Арматурний каркас може кріпитися до нижньої площини перекриттів двома способами:
- приварюється до розкритої арматури плит за допомогою відгинів;
- приварюється смужками сталі, закріпленими на плитах наскрізними болтами через верхню площину.
Бетонування виконують методом торкретування, який полягає у набризку розчину під великим тиском торкрет-гарматою. Сильний напір забезпечує його якісне зчеплення зі старою бетонною основою та міцність бетону після застигання. Шар такого покриття має товщину близько 5 см, але є дуже нерівномірним, поверхня набуває вираженої рельєфної структури і потребує вирівнювання штукатуркою або приховування підвісними системами.
Корисне відео
Цим способом можна проводити посилення збірних залізобетонних багатопустотних плит та монолітних перекриттів. Але з однією умовою: конструкція, що підсилює, не повинна просто «підвішуватися» до стелі. Вона повинна рівномірно розподілити навантаження на стіни та інші опорні елементи. Як це зробити, вирішують фахівці-проектувальники.
Посилення ребер швелером
Швелер використовують як незнімну опалубку і потужний сталевий каркас, виконуючи посилення П-подібних плит перекриття. Підібравши швелер такого перерізу, щоб він «сів» на два сусідні поздовжні ребра, його закріплюють шпильками через шви між плитами з кроком 150-200 см. Потім шви заповнюють дрібнозернистим бетоном вищою, ніж у плит марки.
Додатково можна армувати перекриття по верху із заливкою монолітного шару.
Заливка порожнин з установкою каркасу
Для влаштування перекриттів малоповерхового житлового будівництва найчастіше використовують полегшені багатопустотні плити з круглими або овальними поздовжніми отворами.
При їх зносі або механічних пошкодженнях застосовують додаткове армування та бетонування каналів. Посилення багатопустотних плит перекриття є одним із найменш витратних способів і виконується так:
- поверхню плит звільняють від стяжки;
- розкривають пошкоджені канали, а за відсутності видимих пошкоджень прорубують штроби над крайніми і однією з середніх поздовжніх порожнин, роблячи ширину достатньої штроби для установки всередину каркаса;
- пов'язують плоский каркас з арматури, з'єднуючи верхній та нижній стрижні через кожні 25-30 см;
- встановлюють готовий каркас у відкритий канал;
- каркас по висоті повинен повністю поміщатися в каналі та перебувати нижче поверхні плити на 2-2,5 см;
- заповнюють порожнечі дрібнозернистим бетоном, використовуючи для його приготування безсадковий цемент;
- ущільнюють бетон вібратором із спеціальним наконечником та вирівнюють по площині плити.
Корисне відео
Перевага цього способу в тому, що він не змінює геометричні параметри, форму та товщину плит. Однак збільшує їхню вагу, тому попередні розрахунки необхідні і в цьому випадку.
Сучасний спосіб - армування вуглепластиком
Вуглепластик або вуглеволокно - це технологічний полімерний матеріал, здатний замінити собою сталеву арматуру і виконувати функції конструкцій, що підтримують. У нього є кілька важливих переваг, які привертають увагу при виборі способу посилення несучих конструкцій.
- Невелика вага та товщина.
Полотна, стрічки та джгути з цього полімерного матеріалу не обтяжують перекриття та практично не змінюють його початкову геометрію.
- Інертність до агресивних середовищ.
Вуглеволокно не руйнується від впливу води, лугів та кислот.
- Легкість та швидкість монтажу.
Для обклеювання конструкцій цим матеріалом не потрібні складні інструменти та техніка, роботи виконуються швидко, без попередньої підготовки.
- Надійність та довговічність.
Термін служби вуглепластику, наклеєного на бетонну поверхню, становить щонайменше 50 років.
Вуглепластиком можна виконати посилення залізобетонної балки перекриття, опорної колони та всіх видів плит перекриття.
Монолітні конструкції обклеюють смугами матеріалу знизу в поздовжньому напрямку, перекриваючи всю поверхню. Після того, як клей схопиться, суцільний полотно з вуглеволокна перетвориться на жорстко-пружний каркас, що підтримує.
Для посилення і часткового розвантаження багатопустотних плит достатньо створити на їх нижній поверхні сітку з смуг, що перехрещуються.
А посилення ребристих плит перекриття виконується обклеюванням ребер жорсткості зі створенням суцільної перемички, що об'єднує.
В арсеналі будівельників є й інші способи відновлення несучої здатності залізобетонних перекриттів і конструкцій, що підтримують їх. Який із них буде найкращим у кожній конкретній ситуації, впевнено скаже лише фахівець після проведених досліджень.
Корисне відео
Висновок
Каркас будь-якої будівлі, що несе, складається з декількох жорстко пов'язаних один з одним елементів: фундаменту, стін, перекриттів, колон і балок. Завдяки цій зв'язці вони разом працюють на опір навантаженням, тому будь-яка зміна навантаження на перекриття відбивається і на інших конструкціях. Це означає, що посилення плит можна виконувати тільки на підставі розрахунків на всі елементи, що несуть. Це робиться за допомогою класичних способів – шляхом додаткового армування, заливання монолітної плити або встановлення розвантажувальних балок та ферм. А також із застосуванням сучасних технологій та матеріалів.
