61798 
Все конструкции зданий и сооружений подвержены физическому износу – потере своих первоначальных свойств. И если утрата ими внешних качеств ведет только к дополнительным финансовым расходам, то снижение прочностных характеристик может стать причиной глобальных проблем и человеческих жертв. Особенно это касается горизонтальных несущих и ограждающих конструкций. В связи с этим нужно периодически проводить ревизию и при необходимости выполнять усиление плит перекрытия.
Для чего необходимо усиливать перекрытия?
Усиление железобетонных плит перекрытия производится с целью восстановления их целостности, рабочих характеристик и в частности – несущей способности. Это выполняется при реконструкции зданий, плановых ремонтных работах, надстройках дополнительных этажей или при обнаружении явных дефектов визуальным осмотром. Также мероприятия по увеличению несущей способности перекрытий могут понадобиться при изменении назначения помещения – например, если в нем предполагается установить тяжелое оборудование.
Самой распространенной причиной образования дефектов на горизонтальных несущих конструкциях является коррозия арматуры – продукты этого процесса увеличиваются в объеме и разрушают окружающий бетон. Также в результате поражения ржавчиной уменьшается сечение прутков армирующего каркаса, что ведет к снижению несущей способности конструкции.
Фото 1. Обвал бетона в результате поражения армирующего каркаса коррозией
Обнаружить проблемные участки довольно сложно, тем более, если они скрыты отделочными материалами. Главное – внимание к деталям. Явные признаки износа плиты перекрытия:
- образование поверхностных и глубоких трещин;
- появление сколов;
- отслоение стяжки на полу или штукатурки на потолке;
- появление темных или светлых пятен на поверхности.
Технология усиления определяется специалистами на основании характера дефектов и конструктивных особенностей горизонтальной несущей конструкции.
Что необходимо сделать перед началом работ?
Изначально нужно оценить состояние перекрытия и его фактическую несущую способность. Это выполняется следующим образом:
- Визуальный осмотр – определяются геометрические размеры, целостность армирующего каркаса, выявляются дефекты конструкции.
- Инструментальный контроль – определяется реальный запас прочности полевыми методами, сечение арматуры, измеряется раскрытие трещин и величина прогиба конструкции, толщина стяжки и штукатурки на потолке.
Общая технология усиления включает такие мероприятия:
- Определяется способ увеличения несущей способности и фронт предстоящих работ.
- Составляется проектно-техническая документация на упрочнение перекрытия.
- Производятся требуемые для восстановительных работ расчеты.
- Закупаются стройматериалы для ремонтных работ.
Основные правила укрепления
Усиливаемая плита перекрытия – реальный источник опасности, ведь любое неправильное действие может привести к ее обрушению. Для безопасного выполнения восстановительных работ нужно сделать следующее:
- Укрепить конструкцию распорками с целью перераспределения воздействующих на нее нагрузок – подойдут металлические трубы, швеллера, брус большого сечения. Опоры при этом распираются клиньями и деревянными подкладками.
- Очистить участки в местах предполагаемых работ от краски и других отделочных материалов, а также от осыпающейся штукатурки. Удалить ржавчину с арматуры и бетона с помощью щетки по металлу и обработать специальным преобразователем коррозии.
- Демонтировать с верхней части плиты пол или убрать стяжку.
- Тщательно очистить и обеспылить места соприкосновения старого и нового бетона.
Фото 2. Вот, что может произойти при несоблюдении базовых требований безопасности при укреплении конструкций
Как укрепить монолитные плиты из железобетона?
Поскольку монолитное перекрытие обладает внушительным весом, его укрепление и ремонт требуют предварительных расчетов несущей способности с целью определения того, как на ней скажется дополнительная нагрузка. Целесообразнее усиление и дополнительную обвязку арматурой производить комплексно – т.е. всех конструкций каркаса.
Фото 3. Монолитные железобетонные конструкции, подготовленные под комплексное усиление
Для укрепляющего армирования используется арматурная сетка с ячейками 150х150 или 200х200 мм из прутков диаметром 14-18 мм. Заливку усиливающего слоя бетона можно производить вручную с предварительным устройством опалубки. Но лучшим способом упрочняющего бетонирования монолита является торкретирование. Данный метод предполагает использование специальной торкрет-пушки, с помощью которой бетонная смесь наносится набрызгом под очень большим давлением.
Процесс торкретирования показан в следующем видео:
Толщина наносимого методом торкретирования бетонного слоя может достигать 50 мм. Набрызг под давлением обеспечивает высокую прочность сцепления нового бетона со старым, но поверхность получается рельефной и повторяет контуры армирующего каркаса. Поэтому основание придется дополнительно штукатурить.
Аналогичным способом можно укреплять и сборно-монолитное перекрытие. Однако здесь важно предусмотреть перераспределение нагрузок на несущие стены или опорные элементы каркаса – т.е. слой бетона не должен просто лежать на поверхности горизонтальной конструкции или висеть на ней снизу.
Усиление перекрытий ребристой конструкции
Соседние железобетонные конструкции ребристого типа обычно разрушаются в равной степени, поэтому усиление ребристых плит перекрытия осуществляется по такой технологии:
- Сверху вдоль продольных ребер обеих плит укладываются 2 уголка или планки.
- Снизу сооружается опалубка в виде прижатой к ребрам доски.
- Дополнительно снизу делается затяжка из арматурной стали с применением специального анкерного устройства.
- Получившийся своеобразный лоток сверху заливается бетоном с его уплотнением игольчатой вибробулавой с гибким валом.
Рисунок 4. Конструктивная схема укрепления двух смежных ребристых плит
Повышение прочностных свойств пустотных плит
Способов усиления многопустотных плит существует очень много, конкретный метод выбирается в зависимости от характера разрушения и конструктивных особенностей перекрытия.
Таблица 1. Основные способы усиления плит с конструктивными схемами
|
Наименование способа |
Схема усиления |
|
Нижний подвод разгружающих металлических балок |
|
|
Верхний подвод металлических разгружающих балок |
|
|
Наращивание перекрытия сверху с обеспечением качественного сцепления |
|
|
Наращивание плит сверху при недостаточном сцеплении поверхностей |
|
|
Обеспечение неразрезности путем установки армирующих каркасов из арматуры |
|
|
Применение шпренгельных затяжек |
|
|
Верхняя установка разгружающих 2-консольных балок |
|
|
Усиление дополнительной арматурой на полимеррастворе |
|
|
Укрепление стеклотканью или листовым металлом на полимеррастворе |
|
Современные методы усиления
Два следующих способа усиления перекрытий следует рассмотреть подробнее:
- Укрепление с применением углекомпозитом – универсальный способ, применимый для всех типов конструкций. Количество слоев углеленты определяет степень упрочнения.
- Метод Hilti с использованием специальных стержней и химического состава – предназначен для увеличения несущей способности плиты на продавливание.
Укрепление углекомпозитом
Техника усиления в зависимости от разновидности перекрытия:
- Пустотные плиты – углекомпозитный холст наклеивается на поверхность изделия снизу с определенным шагом.
Фото 5. Упрочнение многопустотных плит композитной лентой
- Монолитные перекрытия – лента приклеивается продольно по всей поверхности. Помимо повышения прочностных характеристик, увеличивается и сейсмоустойчивость конструкции.
Фото 6. Укрепленное композитом монолитное перекрытие
- Ребристые плиты – композитный материал наклеивается на нижней части ребер жесткости. Дополнительно укрепляется хомутами из однонаправленной ленты опорная часть конструкций.
Описание нового способа усиления смотрите в следующем видеоматериале:
Метод усиления Hilti
Данный способ усиления заключается во вклеивании вокруг опорной колонны специальных анкеров HZA-P с применением особого химического состава HIT-RE 500 в предварительно просверленные отверстия. Прутки утапливаются в нижней части перекрытия.
Рисунок 7. Схема усиления на продавливание
При этом важно учитывать, что малейшие отклонения и неточно пробуренные либо смещенные отверстия могут стать причиной обрушения несущей конструкции. Чтобы этого не произошло, нужно четко соблюдать последовательность установки анкеров, приведенную на рис. 8.
Рисунок 8. Схема последовательности вклейки анкеров
Процесс усиления состоит из нескольких этапов:
- Бурение отверстий под углом 45°. Внешний вид подготовленного отверстия с расширенной под анкер горловиной показан на фото 10.
Фото 9. Подготовка отверстий под анкера
Фото 10. Готовое отверстие под стержень
- Заполнение отверстий химическим составом и установка анкеров.
Фото 11. Вклеенные в отверстия анкеры
Фото 12. Внешний вид перекрытия после упрочнения конструкции
Технология усиления по методу Hilti – несложная, но имеет свои нюансы. Здесь важно четко соблюдать все рекомендации разработчика и придерживаться оговоренной последовательности.
