Усиление плит перекрытия — правила и способы

Все части строительных конструкций в процессе эксплуатации теряют прочность. Не являются исключением панели перекрытия и опорные балки. В результате повышения нагрузки на перекрытия, а также при частичном разрушении армирования плиты возникают трещины на поверхности сборных плит, а также внутри бетонного массива монолитных перекрытий. Для повышения нагрузочной способности и увеличения продолжительности эксплуатации выполняется усиление перекрытий. Выбор оптимального способа укрепления панелей определяется их конструктивными особенностями.

Как выявить нарушение конструкции

Часто дефекты неумышленно могут быть замаскированы различными окрасками, штукатурками, подвесными потолками, что не позволяет своевременно их обнаружить и приступить к работам по восстановлению и ремонту.

Следует обращать внимание на сколы и отслоения бетона плит в нижней части, также на трещины и отслоения стяжки или покрытия пола в верхней части. На обнажение и коррозию арматуры, на появление на поверхности бетона следов замачивания, а также различных высолов и выщелачиваний (потемнение или осветление локальных участков). Недопустимые прогибы и провисания перекрытия, трещины в центральной части конструкции и у опор в соответственно зонах действия так называемых «максимального момента» и «перерезывающих сил».

Основные способы усиления плит перекрытия

Выбор способа зависит от причины, по которой требуется усиление конструкций.

Первая, это риск продавливания при недостаточной площади опирания плит перекрытия на колонны. Устраняется увеличением площади верхнего торца колонны или полным наращиванием колонны по всему объему. Требуется очень точный расчет армирования и состава бетона, чтобы новые и существующие объемы железобетона работали как единое целое. Дополнительно требуется усиление фундаментов под колоннами. При больших пролетах практикуется подведение дополнительных нижних и верхних разгружающих балок. Что обязательно потребует усиления фундаментов под несущими конструкциями.

Вторая, это увеличение несущей способности плиты в случаях, когда деформационных изменений в ней нет, но нагрузка на перекрытие предполагается большая, чем учтенная при разработке проекта. Здесь можно рассмотреть два варианта: как усилить пустотную плиту перекрытия и плиту сплошного сечения.

Для многопустотных плит практикуется создание дополнительных армированных ребер в пустотах. Это установка плоских каркасов с последующим бетонированием для того, чтобы новый каркас работал совместно с арматурой нижней части плиты. В этом случае одновременно с армированием по верхней части плиты добавляется дополнительный слой бетона. Усиление многопустотных плит только слоем бетона неэффективно, так как при тонкой верхней полке необходимо также установить крепежные штыри. И здесь требуется пересчет нагрузок на несущие конструкции, так как вес плиты увеличивается.

Для полнотелых плит практикуется набетонка сверху или снизу с железобетонными шпонками или болтами. Железобетонная шпонка, это выемка в теле существующей плиты, в которую укладывается арматура, с последующей заливкой бетоном. Это нужно для создания единого объема плиты с набетонкой.

Третью причину и то, как усилить плиту перекрытия с трещинами в бетоне, рассмотрим отдельно.

Для чего необходимо усиливать перекрытия – актуальность и методы решения задачи

Выполнение мероприятий по повышению нагрузочной способности перекрытий из различных материалов осуществляется в следующих ситуациях:

• при ремонте квартиры, частного дома, офиса, гаражного, складского или производственного помещения;
• при производстве реставрационных работ, связанных с восстановлением и повышением прочности памятников архитектуры;
• при масштабной перепланировке помещений в жилых зданиях, а также перестройке объектов коммерческого и производственного назначения.

Ремонт перекрытия чаще всего предполагает замену элементов или фрагментов перекрытия, а также его усиления

О необходимости усиления свидетельствуют следующие факторы:

• значительное коррозионное разрушение арматурного каркаса в железобетоне;
• снижение сечения несущего элемента при продолжительном использовании;
• уменьшение способности балок воспринимать действующие на них нагрузки;
• существенные дефекты балок перекрытия, резко снижающие их прочность;
• разрушение армирования плиты и образование глубоких трещин в бетоне;
• локальное или полное разрушение балки перекрытия, сделанной из древесины.

В процессе ремонтных и восстановительных мероприятий осуществляется:

• частичная замена пришедших в негодность элементов;
• восстановление части плиты или увеличение толщины перекрытия;
• армирование поверхности плиты с помощью арматуры или металлической сетки;
• установка в месте соединения балок дополнительных опор или хомутов из стали.

Одной из вероятных причин снижения прочности перекрытий также является:

• нарушение технологии строительства;
• применение некачественных стройматериалов;
• резкое повышение нагрузки на потолки, стены.

Можно усилить конструкцию перекрытия путем установки опор или стальных хомутов, а также используя новую арматуру и бетон.

Строителям нужно будет применять индивидуальный метод усиления для каждого типа перекрытия:

• деревянного;
• металлического;
• железобетонного;
• ребристого.

Также причиной усиления перекрытий может стать нерациональный подбор строительных материалов

Выполнение работ по повышению нагрузочных характеристик различных перекрытий имеет нюансы. Независимо от материала, из которого изготовлено перекрытие, на ремонтируемом участке монтируются опорные стойки из древесины или металла. В этом месте также может устанавливаться колонна коробчатого сечения, обладающая повышенной прочностью. В процессе реставрационных работ и монтажа перекрытий важно соблюдать технологию и применять соответствующие материалы. Соблюдение указанных требований позволит не допустить непредвиденных ситуаций во время эксплуатации здания.

Укрепление плит перекрытия с поврежденным бетоном

Мелкая сетка трещин, появившаяся на перекрытии может быть таким же мелким, легко устраняемым дефектом, а может быть и сигналом, что начались более значительные разрушения. Для того, чтобы исключить любую возможность таких дефектов, необходимо приобретать только качественные пустотные плиты перекрытия от производителя. Это позволит избежать создания дополнительных напряжений и нагрузок в бетоне при многочисленных разгрузках-погрузках и складировании.

До начала реконструкции необходимо оценить не только степень повреждения бетона, но и состояние арматуры, так как глубину трещин визуально не определить. Особенно актуальна эта задача при выборе способа усиления пустотной плиты перекрытия, т.к. толщина бетонного слоя над арматурой в ней очень мала. Современные приборы позволяют выполнить полное сканирование без зачистки бетона до арматурной сетки.

Если глубина трещин незначительна, для реконструкции потребуется только нанесение слоя бетона, полимерного раствора или наклейка стеклоткани. При значительных повреждениях выполняется полная расчистки до арматуры. Затем антикоррозийная обработка стали, нанесение бетонного раствора со слоем набетонки и уже рассмотренными способами крепления.

Усиление плиты перекрытия – распространенные виды панелей

Усиление железобетонных перекрытий выполняется различными методами в зависимости от конструктивных особенностей плит. Применяются следующие разновидности плит:

• составные. Они широко используются в железобетонных перекрытиях жилых, производственных и коммерческих объектов. Сборные панели из бетона ложатся на несущие стены, а также продольно расположенные ригельные балки или железобетонные фермы;
• цельные. Они формируются путем непрерывной заливки марочного бетона в предварительно установленную опалубку с арматурным каркасом. Монолитная конструкция также собирается из стандартных железобетонных элементов, которые после монтажа плит перекрытия заливаются толстым слоем бетонного раствора.

Для сооружения перекрытий применяют различные виды панелей:

• полнотелые. В них отсутствуют внутренние полости. Цельные плиты в основном применяют для нижних этажей строений, а также на производственных объектах. Характерными разновидностями полнотелых панелей являются ребристые, кессонные, а также безбалочные плиты. Ребристые плиты легко отличить по трапецеидальному сечению и наличию продольно расположенных ребер. Длина элементов достигает 12 м, что позволяет использовать их для формирования перекрытий на различных строительных объектах;
• пустотелые. Они отличаются наличием шести продольно расположенных каналов круглого или овального сечения. Длина пустотных плит составляет от 3 до 6 м. Пустотные изделия, имеющие уменьшенный вес, востребованы при возведении жилых и административных многоэтажных зданий. Конструктивные особенности панелей, связанные с наличием внутренних полостей, отрицательно сказываются на прочностных свойствах. Для повышения надежности строительных конструкций изделия нуждаются в усилении.

Восстановление и усиление может предусматривать выявление запасов прочности

Наряду с указанными видами перекрытий применяется следующие конструкции:

• сформированные каркасом из деревянных брусьев;
• выполненные из металлических балок двутаврового сечения.

Строительные конструкции из деревянных и стальных балок применялись в зданиях, построенных в 19-20 веках. Свободное пространство между горизонтально расположенными элементами из древесины и металла армировалось и заполнялось бетоном. В результате формировалась монолитная поверхность. Перекрытия на базе деревянных и металлических балок хорошо сохранились до нашего времени, однако нуждаются в дополнительном усилении.

Какие факторы свидетельствуют о необходимости усиления

Необходимость укрепления плит связана в основном с временным факторам:

• в процессе длительной эксплуатации снижается способность перекрытий воспринимать нагрузки;
• при продолжительном использовании перекрытий ухудшается их техническое состояние;
• при постепенном нарушении целостности кровли и проникновении влаги внутрь помещения возникает коррозия арматуры.

Не всегда удается обнаружить ослабленные места перекрытия. Поврежденные участки, расположенные в нижней части монолитного или сборного перекрытия, бывает проблематично визуально определить. Достаточно часто они расположены под слоем декоративной штукатурки, находятся под подвесным потолком или покрыты слоем краски.

Усиление плит перекрытия может предполагать повышение сечения конструктивных элементов

При осмотре важно обращать внимание на следующие моменты:

• отслаивание бетона от верхней или нижней поверхности панелей;
• глубокие и поверхностные трещины на поверхности плит;
• отслоение цементной стяжки от железобетонной основы;
• нарушение целостности напольного покрытия;
• коррозионное разрушение арматурного каркаса;
• появление на бетонной поверхности светлых или темных пятен;
• образование на поверхности плит ржавых разводов;
• разрушение защитного слоя бетона и обнажение арматуры;
• повышенную величину прогиба элементов перекрытий;
• неравномерность поперечного сечения элементов несущих конструкций;
• значительное разрушение деревянных и железобетонных балок перекрытия.

В зависимости от вида дефектов специалисты принимают решение выполнить усиление плиты перекрытия снизу или усилить поверхность новым арматурным каркасом и забетонировать сверху.

Усиление перекрытий – подготовительные мероприятия

Правильный подход к осуществлению мероприятий по ремонту влияет на надежность и долговечность восстанавливаемых конструкций.

Ремонтные работы требуют подготовки и выполняются в следующей последовательности:

1. Выявляются уязвимые участки.
2. Определяется фронт строительных работ.
3. Разрабатывается проектная документация по усилению перекрытия.
4. Выполняются необходимые для реставрационных работ расчеты.
5. Выбирается подходящий метод восстановления.
6. Подготавливаются строительные инструменты.
7. Приобретаются стройматериалы, предусмотренные проектом.

Остановимся на особенностях выполнения отдельных этапов.

Усиление плит перекрытия иногда сопровождается включением в работу новых элементов

Для оценки реального состояния железобетонного перекрытия и определения его фактической нагрузочной способности проводится обследование одним из указанных методов:

• путем визуального контроля определяется правильность геометрии, целостность армирования, степень воздействия повышенных нагрузок от технологического оборудования, наличие локальных дефектов бетонного массива;
• методом инструментального контроля определяется запас прочности бетона, размер поперечного сечения арматурных прутков, ширина и толщина трещин, величина прогиба панелей перекрытия, толщина цементной стяжки или защитного слоя бетона.

Завершив мероприятия по обследованию, определяются с методикой выполнения работ, предусматривающей решение следующих задач:

• восстановление нагрузочной способности железобетонных плит;
• выполнение работ по дополнительному укреплению панелей;
• устранение факторов, вызвавших дефекты железобетонной основы.

Независимо от вида перекрытия, до начала восстановительных мероприятий выполняют следующие работы:

• монтируют под укрепляемой конструкцией вертикально расположенные опоры, изготовленные из стальных труб или деревянных бревен. Фиксация опорных элементов, предназначенных для перераспределения усилий, осуществляется с помощью распорок или подкладок;
• удаляют остатки старой краски, слой штукатурки и побелки. Важно удалить отслоения бетона, а также тщательно очистить элементы арматурного каркаса от коррозии с помощью металлической щетки;
• очищают поверхность от напольного покрытия и старой стяжки, а также производят демонтаж находящегося в помещении технологического оборудования.

На участках, где планируется локальное восстановление, следует удалить пыль и обезжирить поверхность бетонного массива и арматуры.

Иногда могут устанавливаться дополнительные опоры

Выбираем подходящую методику

По результатам обследования принимают методику:

• восстановления несущей способности конструкции;
• как выполнять дополнительное усиление железобетонных плит перекрытия (при его необходимости);
• устранения причин, приведших к возникновению дефектов.

Самый популярный способ усиления плит

Часто рекомендуемый способ усиления – изготовление дополнительной монолитной плиты поверх старого покрытия — не может быть признан эффективным, по крайней мере, без проведения специализированных расчетов, так как в этом случае старое уже аварийное перекрытие получает дополнительную нагрузку, и его несущая способность снижается. Имели место случаи, когда подобное «усиление» вызывало «срезание» несущих балок и обрушивалось, приводя к человеческим и материальным потерям.

Усиление полок ребристых плит лучше всего проводить при помощи очищенного и обезжиренного соответствующей длины уголка 100х100 или 120х120 мм, заведенного под ребро плиты. При этом в опорных частях делают зазор глубиной не менее 100…120 мм, с тем, чтобы в него можно было поместить нижнюю полку уголка, вертикальная полка уголка должна быть направлена к внутренней части плиты.

Повышение прочностных свойств плит – заключительные моменты

Планируя выполнить усиление плиты перекрытия снизу или в ее верхней части, важно проанализировать состояние имеющейся конструкции и рассчитать величину действующих нагрузок. При повышенной величине нагрузки, в зависимости от конструктивных особенностей перекрытия, следует определиться с сортаментом элементов усиления и тщательно изучить технологию осуществления реставрационных мероприятий. Предварительно разработанный проект облегчит выполнение строительных работ. Консультация профессиональных строителей позволит избежать серьезных ошибок.

Что делать с многопустотными изделиями при износе

Один из эффективных и наименее трудозатратных способов усиления многопустотных плит состоит в следующем. После освобождения верхней поверхности плиты от пола и стяжки в местах, где проходят крайние и один из средних каналов прорубают сверху продольные штрабы (щели) шириной не менее 50 мм, открывающие доступ к каналам.

После изготовления металлического плоского каркаса, с нижним стержнем, диаметром – 20 — 24 мм, и верхним и поперечными (с шагом 250 — 300 мм) с d= 6 мм, и установки его (каркаса) в раскрытый канал плиты, выполняется заполнение мелкозернистым бетоном на основе безусадочного цемента с применением игольчатой вибробулавы. Высота каркаса должна быть такой, чтобы он полностью вмещался в открытый канал плиты и находился от верхней ее поверхности на расстоянии около 20…25 мм. Несмотря на то, что усиливаемая плита не изменит своих геометрических размеров, увеличение ее несущей способности достигнет 30 — 50% от начальной.

Подведем итоги

Наиболее правильно будет поручить работы по усилению профессионалам с опытом, знающим, что и как нужно делать. Можно также выполнить усиление плит перекрытия своими руками, однако в этом случае необходимы постоянные консультации со специалистами, а также готовность принять на себя все риски, связанные с этим видом деятельности.

Восстанавливаем монолит

К усилению монолитного перекрытия в виде «балочной клетки» нужно походить с осторожностью. Сначала следует выполнить расчет и проверить, как дополнительная нагрузка скажется на несущей способности опорных балок и колонн. Лучше, если усилению и дополнительной обвязке арматурой будут одновременно подвержены все конструкции каркаса.

Для армирования плиты используют сетку с ячейками 150х150, 150х200 мм из стержней с d=14-18 мм. После установки арматуры, для бетонирования конструкций можно воспользоваться инвентарной или изготовленной своими руками опалубкой. Но лучше применить такой метод, который называется торкретирование. Это нанесение специальной торкрет-пушкой на вертикальные и горизонтальные поверхности при помощи набрызга под очень большим напором бетонной смеси, которая буквально «въедаясь» обеспечивает надежное сцепление между старым и свежим бетоном.

 Толщина слоя торкрета достигает 50 мм и более. После схватывания бетон становится прочным, однако обладает бугристой поверхностью, с рельефом, повторяющим контуры установленной арматуры. Этот недостаток устраняется простым оштукатуриванием поверхности.

Так же осуществляется и усиление сборно-монолитного перекрытия. Но здесь следует учесть, что конструкция усиления должна не просто лежать на старом перекрытии или быть подвешенной к нему снизу, но необходимо сделать так, чтобы дополнительная нагрузка перераспределялась на опорные конструкции каркаса или кирпичные стены.

Реставрируем старые перекрытия

Старинные перекрытия, состоящие из двутавровых несущих балок и бетона на битом кирпиче, редко требуется дополнительно усиливать, так как они создавались с огромным запасом прочности — в 2 или даже в 3 раза большим, чем это было необходимо, разве, что в случае длительных протечек — металлические элементы могут быть повреждены коррозионными процессами. Иногда в таких перекрытиях возникают трещины.

Поперечные – не представляют никакой опасности. Участки с продольными трещинами, появляющиеся, например, при пробивании отверстий для подвода инженерных коммуникаций, необходимо полностью удалять и заменять на монолитные из железобетона. При очень сильном коррозионном повреждении достаточно в качестве опоры завести с минимально возможным зазором под дефектную балку новый двутавр или швеллер (№ 14 или № 16).

Ни в коем случае нельзя использовать сварку! После некоторого времени и вследствие естественных деформаций старая балка сама ляжет на новую и плотно к ней прижмется. Вообще, то, что эти перекрытия уже прослужили от 100 и более лет – это само по себе гарантия, что большинство из них смогут эксплуатироваться еще столько же.

Применяем современные технологии

В последнее время имеют место экспериментальные попытки при усилении перекрытия углеволокном или углепластиками заменить металлическую арматуру. Действительно, материалы, в основном жгуты и ткани на основе углеволокна или «кевлара», применяющегося при изготовлении бронежилетов, обладают даже более высокой прочностью на разрыв, чем традиционная металлическая арматура.

Где лучше применить

Использование таких материалов должно быть подчинено определенным требованиям:

• поверхность строительного элемента должна быть идеально (до долей миллиметра) выровнена;
• клей необходимо подбирать так, чтобы он создавал необходимую адгезию (сцепление) между склеиваемыми поверхностями и был химически нейтрален к их структуре;
• обеспечение надежной защиты конструкции при последующей эксплуатации (такие материалы, как углеткань трудно порвать, но легко разрезать).

Что делать при перегруженности колон

Усиление плит перекрытий, балок, и ригелей этим способом достаточно спорно, а иногда и вообще неэффективно. Тем не менее, способ вполне пригоден при усилении перегруженных центрально сжатых колонн при наличии вертикальных трещин, совпадающих с проекцией рабочих арматурных стержней каркаса.

Это решается путем спирального обматывания тела колонны в несколько слоев либо жгутами, основой которой служит углеродное волокно, либо полосами из такой же ткани, что повышает несущую способность конструкции и останавливает дальнейшее развитие дефектов.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Двухэтажные каркасные дома — чертежи и с... Планировка дома размером 6 на 8 м с манс... Изготовление деревянных двутавровых бало... Сколько кирпичей в 1 кв, м кладки?...