Технология устройства монолитных железобетонных перекрытий

Монолитное перекрытие в строительстве малоэтажных зданий стало популярным по ряду причин. В первую очередь – изменилось общее представление об архитектуре небольшого частного дома. Всё чаще стали возводиться дома сложной конфигурации, с оригинальными архитектурными решениями, отсутствием внутренних несущих перегородок, с длинными пролётами.

Строительная индустрия, со всеми её технологическими новшествами и возможностями, не может организовать производство плит перекрытия с нестандартными параметрами, – промышленность ориентируется на типовые размеры плит и иных изделий из железобетона. Поэтому застройщик часто сталкивается с проблемой устройства перекрытия, и решает её применением монолитных технологий непосредственно на строительном объекте.

Конструкционные решения

При выборе конструкции монолитного перекрытия следует ориентироваться не только на свойства и характеристики применяемого материала или планировку строящегося дома. Плита из монолитного бетона обязана выдерживать нагрузки, которые необходимо учесть и рассчитать.

Монолитные перекрытия могут быть устроены различными способами:

• с применением балок;
• без балок;
• с устройством съёмной опалубки;
• по профнастилу.

Для небольших жилых домов наиболее приемлем вариант с устройством сборно-разборной опалубки.

Как определить толщину бетонного слоя

Толщина — определяющий параметр монолитного перекрытия. Именно на основе этого параметра составляется схема устройства опалубки, осуществляется раскладка арматуры. При отсутствии проекта застройщику следует ориентироваться на типовые рекомендации по устройству монолитного слоя.

Важно! Чем длиннее пролёт от одной опорной стены до другой, тем толще выполняется монолитный слой.

Усреднёнными расчётными нормативами определён показатель толщины по отношению к длине пролёта между опорами 1: 30. Иначе: на 1 погонный метр пролёта толщина слоя бетона должна быть примерно 3 см, а на стандартном 6-ти метровом пролёте она будет 18 см.

На практике допускается снижение толщины на 10-15 % в случаях, когда нагрузки будущего перекрытия не превышают средние значения.

Виды и сравнение опалубки

Цельная бетонная плита для жилых строений устраивается с применением опалубки. Опалубочный каркас для перекрытий в жилых домах, как правило, съёмный, разборный. Демонтаж опалубки производится после окончательного схватывания бетона.

Начальный этап монтажа монолитного перекрытия – установка сборно-разборной опалубочной системы. Она может быть изготовлена самостоятельно, для чего придётся приобрести необходимые материалы. Другой вариант – аренда инвентарной, типовой опалубки.

Самостоятельное изготовление

Порядок монтажа:

• Вертикальные опоры, как правило, выполняются из деревянного бруса сечением не менее 100х100мм. Они фиксируются к существующему полу либо на дощатых подложках по грунтовому основанию. Шаг вертикальных опор – не более 1м. От стен следует отступить 20-30 см.
• Продольные элементы, ригели – это обычно брус примерно 100-150 мм в сечении, уложенный поверх вертикальных опор и скреплённый с ними. Назначение – опора для щитовой опалубки.
• Щиты могут изготовляться из ОСП, фанеры, иных листовых материалов, в том числе пластиков. Главное – они должны выдержать нагрузку монолитного армированного слоя, не прогибаясь и не образуя трещин. Если щит дощатый, то оптимальная толщина доски – 30 мм. Фанера и OSB – 20 мм. Для облегчения демонтажа опалубки поверхность щитов, соприкасающуюся с бетоном, можно накрыть полиэтиленовой плёнкой или обработать недорогими масляными составами.
• После монтажа щитов проводится контрольная проверка и регулировка (при необходимости) уровня высоты вертикальных опор. Край щита должен вплотную прилегать к стене, а его верх находиться на одной отметке с верхом несущей стены.
• Вертикальное ограждение опалубки по стенам выполняется с расчётом опирания монолитного перекрытия на стену. Для кирпичных, бетонных, каменных стен это расстояние составляет минимум 12 см, для стен из облегчённых и пористых материалов – не менее 15 см.

Важно! Застройщик должен знать, что возврат (сохранность) материала при демонтаже составляет примерно 70-80 %.Это значит, что как минимум две трети досок, брусков, фанеры и иных стройматериалов можно будет использовать вновь.

Опалубка в аренду

Вариант использования типовой опалубки для устройства перекрытий монолитным способом, несомненно, проще и легче. Арендодатели предлагают опалубочные системы, сокращающие в разы время монтажа и исключающие ошибки в процессе работы. Телескопические стойки, проверенные качественные ригеля, современные эффективные системы крепежа, гладкие щиты из водонепроницаемого материала, — в сумме гарантируют быстрое и качественное устройство опалубки.

Единственный минус – это стоимость аренды. В среднем цена кажется невысокой, — комплект опалубки в расчёте на один квадратный метр обходится заказчику в 7 – 10 рублей. Но, площадь перекрытий небольшого дома не меньше 50 м2, и дневная аренда стоит по минимуму уже 350 рублей. Опалубка не снимается в течение 28 дней, — итоговая сумма аренды приближается к 10 т. р. Казалось бы, не очень много, но всё же аренда добавляет к стоимости квадратного метра перекрытия 200 рублей. Многие застройщики предпочитают самостоятельно изготовить опалубку из приобретённых материалов, которым, после демонтажа опалубки, всегда найдётся применение в частном доме.

Армирование

Бетон устойчив к сжатию, но плохо переносит нагрузки на растяжение, армирование предназначено для решения этой проблемы. Итоговый материал соединения бетона и арматуры — железобетон, требует применения в конструкции арматурных стержней с соответствующими задаче характеристиками.

Расчёт армирования

Армирование монолитных конструкций рассчитывается на основе показателя напряжённо-деформированного состояния (НДС) материала. В проекте раскладки арматуры выделяются узлы или точки с максимальной нагрузкой, на их основе определяется характер монтажа, рассчитывается способ фиксации арматуры и распределения нагрузок. Но это при условии, что проект строительства имеется и рассчитан грамотными профессионалами.

Ручной расчёт армирования для неподготовленного человека сложен и громоздок. Особенно сложно определить прогибы с раскрытием трещин. Если застройщик хочет или имеет возможность рассчитать схему армирования в специальном программном комплексе, то для расчёта закладываются следующие усреднённые нагрузки:

• вес железобетона 2750 кг/м3;
• вес пола 150 кг на м2;
• масса перегородок 150 кг/м2;
• прочие полезные нагрузки 300 кг/м2.

Типовые решения

При отсутствии проекта застройщику рекомендуется использовать решения, рассчитанные на средние показатели:

• Армирующий каркас изготавливается из арматуры сечением 8 – 12 мм, расположенной в бетонном слое продольно и поперечно.
• Из прутов формируется сетка с ячейкой 20 см.
• Между собой стержни соединяются вязальной проволокой 1,2 мм, скрученной специальным крючком.
• Стандартный пруток может быть недостаточным по длине для продольного перекрытия пролёта, поэтому несколько стержней могут быть соединены между собой. Соединение выполняется с нахлёстом стержней не меньше 40 см.
• Торцы арматуры должны находиться в массе бетона на расстоянии не менее 3 см от вертикального ограждения опалубки.
• В армировании, как правило, используются верхняя и нижняя сетки. Нижняя располагается выше на 3 см нижнего края будущего монолитного перекрытия. Под сетку устанавливаются фиксаторы из пластика с шагом около 60 см, размещённые в шахматном порядке. Верхняя сетка находится ниже верха будущего перекрытия на 3 см. Размещается по фиксаторам – «птичкам»: это изготовленные из обрезков арматуры подставки высотой 12 см, шириной 20 см, длиной нижних полок 35 см. «Птички» прикручиваются к нижней сетке обеими концами с шагом 60 см.

В монтаже арматуры используются также соединители, торцевые фиксаторы и ряд самодельных приспособлений для удобства монтажа и фиксации армокаркаса в заданном положении.

Заливка бетона

Перед заливкой бетона в опалубку необходимо проверить её надёжность, проконтролировать наличие всех технологических отверстий. К последним относятся дымоходы, каналы вентиляции, отверстия для труб, кабелей, – для всех предусматриваются короба, закладные детали, другие решения.

Бетонная смесь, как правило, подаётся через распределительный рукав автобетононасоса. Перед доставкой бетона на объект надо выяснить, имеется ли в комплекте автомиксера рукав достаточной длины.

Для принятия бетона требуются два человека: один подаёт рукав с бетоном в нужное место опалубки, другой разравнивает смесь по заданной отметке. При низкой пластичности бетонной смеси оператор может добавить в неё немного воды, — на качестве бетона это не отразится, а разравнивать и подавать смесь в самые дальние уголки будет значительно легче.

Уплотнение бетона производится с помощью глубинного вибратора, его можно взять в аренду, стоимость небольшая, тем более учитывая, что он нужен на несколько часов.

После заливки всей опалубочной формы бетон окончательно выравнивается и заглаживается.

Минусы и неудобства при изготовлении монолитных перекрытий

Одним из факторов применения именно монолитного способа является наличие поблизости от места строительства растворобетонного завода или узла, где можно заказать и вовремя получить готовую бетонную смесь, а также возможность нанять бетононасос.

Важно! Самостоятельное изготовление бетона, как правило, приводит к нарушению технологии с резким понижением качества монолитных работ.

Доставка бетона производится автобетоносмесителями, оборудованными лотками и насосами для подачи бетона в место укладки. Миксеры также оснащены системой подачи воды в смесь, если она недостаточно пластична для укладки. Использование автобетоносмесителей позволяет многократно снизить трудозатраты и время заливки бетона в опалубку.

Созревание уложенной в формы бетонной смеси до того момента, когда по перекрытию можно передвигаться и выполнять следующий этап строительства, занимает примерно 28 суток в зависимости от климатических условий и сезона. Приостановка строительных работ на такое время также можно отнести к недостаткам монолитной технологии для перекрытий.

Кроме того, следует учитывать, что перекрытия из монолитного бетона в жилых домах требуют отделочных работ.

По сути, это полный перечень недостатков, несопоставимый с количеством достоинств.

Преимущества монолитной технологии в устройстве перекрытий

• Вопрос стоимости монолитных перекрытий в сравнении с другими индивидуален для каждого случая. Но достаточно часто он отходит на второй план из-за ряда несомненных достоинств монолитной технологии:
• Несущая способность. Монолитные перекрытия способны выдержать значительные динамические нагрузки и силу удара взрывной волны без существенных повреждений.
• Отсутствие ограничений по параметрам пролётов. Возможно возведение дополнительных опорных колонн.
• Весь технологический цикл изготовления перекрытий выполняется непосредственно на строительном объекте.
• Возможность варьирования толщиной перекрытия в зависимости от интенсивности и сложности эксплуатации.
• Правильно выполненное перекрытие способно служить неограниченное время без снижения эксплуатационных характеристик. Это относится как к бетонному слою, проходящему полный цикл схватывания на протяжении 100 лет, так и к арматуре, защищённой от коррозии слоем бетона.
• Бетонные перекрытия изготовляются из негорючих материалов, обеспечивая пожарную безопасность строения.
• Монолит в процессе эксплуатации не требует профилактического осмотра, ухода, обслуживания, замены элементов.

Процесс заливки бетона крайне прост, для самостоятельного выполнения армирования и устройства опалубки достаточно лишь консультаций специалистов. Все работы застройщик может выполнить сам с должным качеством – при этом сохранив значительные средства на оплату труда наёмных исполнителей.

В каких случаях применение монолита для перекрытий целесообразно и обосновано

Горизонтальное перекрытие, созданное методом заливки арматуры бетонной смесью непосредственно на строительном объекте, целесообразно в случаях:

• Невозможность изготовления сборной конструкции из типовых железобетонных изделий из-за сложности параметров конфигурации сооружения.
• Затруднено или невозможно применение крановой техники для монтажа плит — отсутствие подъездов и технологических площадок.
• Только монолитное перекрытие способно обеспечить эксплуатацию дома в тяжёлых условиях: при высоких нагрузках на перекрытие, повышенном уровне шума или влажности.
• При наличии условий для обеспечения надёжности опалубки, устройства качественного армирования и проведения монолитных работ.

Считается, что монолитное перекрытие обходится застройщику на 20-30% дороже в сравнении с аналогичным плитным перекрытием. Но эти цифры очень относительны, в каждом конкретном случае требуется расчёт и индивидуальный подход.