Бетонирование монолитных колонн

Колонны – это чаще всего несущие сооружения, выполняющие в первую очередь практические функции. Но также они могут быть сугубо декоративными элементами. Если во втором случае особых требований по бетонированию колонн нет, то при возведении инженерных сооружений важно следовать многочисленным требованиям и регламентам проведения работ. Перед началом монтажа таких элементов необходимо определиться предназначением конструкций, какие части постройки они будут поддерживать (террасу, балкон или другое). Также нужно учесть, что колонны бывают сборными и монолитными.

Разновидности бетонных колонн

В первую очередь конструкции отличаются по форме, то есть по сечению опоры. Обычно возводятся квадратные, прямоугольные и круглые элементы. Также колонны отличаются по технологии их производства и могут быть:

Сборными. Такие конструкции сначала изготавливаются на заводе, а потом перевозятся на строительную площадку. Они отличаются удобным и быстрым монтажом.
Монолитными. Заливка бетона осуществляется непосредственно на стройплощадке, когда раствор заливают в подготовленные формы (опалубку) и усиливают арматурой.

Второй вариант пользуется большей популярностью по нескольким причинам. Во-первых, намного удобнее осуществлять контроль качества проводимых работ. Во-вторых, можно быть уверенным в том, что в растворе содержится портландцемент нужной марки, а не более дешевый. Но есть и большой минус – требуется тратить больше времени и сил на такое возведение. К тому же монолитные колонны обойдутся намного дороже. Дополнительно необходимо придерживаться всем этапам возведения конструкций, следить за температурным режимом и техникой введения бетонной смеси.

Этапы строительства бетонных колонн

Конструкции такого типа возводятся в следующей последовательности.

Подготовка

Перед началом работ необходимо:

Обустроить временные дороги и подъездные пути, по которым будет перемещаться строительная техника (для такого бетонирования нужно заказывать бетоносмеситель с краном).
Обеспечить освещение (часть работ нужно выполнять за один заход, нередко в процессе уже наступает ночь).
Очистить листы опалубки и смазать их.
Подготовить площадку для монтажа.

Если вы заказываете бригаду, то согласно регламенту, работы должны выполнять 3 исполнителя:

бетонщик 4-го разряда (категория Б1);
бетонщик 2-го разряда (категории Б1 и Б3);
стропальщик.

От последнего можно отказаться только в том случае, если один из бетонщиков будет работать с краном. Для этого у него должны быть «корочки» стропальщика.

Установка опалубки

Чаще всего каркас сооружают с 4-х сторон, ее внутренние размеры должны соответствовать габаритам колонны. Для опалубки рекомендуется использовать влагостойкую фанеру, но подойдут и обычные доски. Если позволяют финансы, то удобнее купить готовые пластиковые (для колонн с круглым сечением), металлические (многоразовые, намного легче демонтируются) или деревянные (подойдут только для прямоугольных и квадратных колонн) щиты. А вот картонные готовые опалубки можно использовать только для декоративных и небольших конструкций.

Подготовленные щиты нужно выставить по вертикальному уровню и закрепить их при помощи шурупов, подкосов (их лучше заякорить, то есть укрепить опорами в двух направления, чтобы исключить сдвиг) и деревянных распорок.

Важно! Если планируется возведение высокой колонны, то опалубка монтируется только с 3-х сторон. Четвертая часть будет поэтапно наращиваться по ходу заливки бетонного раствора.

Только после тщательной проверки прочности и геометрии опалубки можно переходить к следующем этапу.

Армирование

При монтаже ж/б колонн конструкций такого типа нужно придерживаться нескольким важным правилам:

Диаметр продольных элементов армирования при возведении сборной конструкции должен составлять не менее 16 мм, а для монолитных – не меньше 12 мм. При этом все пруты должны быть одного диаметра. Если все же используются разные стрежни, то более толстые нужно размещать по углам конструкции.
Необходимо рассчитать минимальный и максимальный процент армирования, то есть площадь сечения. От правильности таких расчетов будет зависеть то, какие нагрузки сможет выдерживать колонна. Максимальный показатель не должен составлять более 5% от площади поперечного сечения сооружения. Оптимальнее всего придерживаться значений от 0,4% до 3% (но в местах стыковки оно должно быть увеличено вдвое).

Полезно! Например, нам нужен процент армирования для колонны 400х400 мм при использовании арматуры на 16 мм (в наличие 4 прута). Сначала необходимо найти площадь сечения конструкции, то есть 40*40=1600 см². После этого определяемся с поперечным сечением — 4*2,01=8,04 см². Остается получить процент армирования, который составит 8,04/(1600/100)=0,5025%.

Между продольными прутами отступ не должно быть более 400 мм. Если не получается, то между основными прутами устанавливаем более тонкие (например, на 12 мм).
Размер поперечного стержня определяется в зависимости от диаметра продольного прута и метода соединения армирующих элементов (они могут соединяться путем вязки или сварки).

Частота хомутов зависит от класса арматуры (то есть от того, какой у нее показатель временного сопротивления растяжению). Если показатель менее 4000 кгс/см², то шаг должен составит не больше 50 см. При показателе 4500 кгс/см² и выше – не более 40 см.
Если возводится монолитная колонна, то длина арматуры должна быть такой, чтобы не пришлось делать стыки. Если этого не избежать и нет возможности выполнить сварку, то пруты стыкуются внахлест в местах, где меняется сечение колонны. При этом размер нахлеста должен соответствовать 30 диаметрам прута. Если стыковка без так называемой разбежки над перекрытием, то лучше увеличить нахлест до 60 диаметров.
Нужно уделить внимание защитному слою арматуры. У продольного стержня он должен превышать 20 мм и не быть меньше диаметра самой арматуры. То есть, если толщина прута составит 16 мм, то и защитный слой будет 16 мм или толще. Чаще всего для колонн выбирают арматуру со слоем от 3 до 4,5 см.

По завершении армирования колонны можно перейти к более простой, не менее важной процедуре.

Бетонирование

Для заливки колонн не подойдет привычный бетон, который используется при возведении монолитных фундаментов. Главным параметром раствора должна быть его подвижность. Обычно для колонн используют смеси с индексом подвижности П2. Если сооружение густоармированное, то лучше отдать предпочтение П4. Марка строительного состава должна быть не менее М400. Также потребуется гравий (или щебень), песок.

Есть несколько пропорций составляющих для замеса. Обычно смесь изготавливают из 1 части песка, 4 частей гравия и 1 части ПЦ.

В ходе бетонирования нужно следовать нескольким правилам:

Следить за тем, чтобы каркас не сдвигался. Если необходимо его нужно скорректировать и выровнять строго вертикально.
Заливка бетона в опалубку выполняется послойно (каждый слой около 30-50 см). Следующую порцию смеси можно заливать, когда предыдущий слой еще не начал схватывался. До верха опалубки нужно оставить 5-7 см отступа. Но если высота колонны не более 5 м, то можно выполнить заливку за один заход.
В ходе бетонирования нужно обязательно выполнять трамбовку. Для этого подойдут ручные трамбовщики или специальные вибраторы. Дополнительно опалубку нужно простукивать молотком, чтобы избавиться от воздушных пробок.

Важно! Если высота сооружения более 5 м, то необходимо выполнять технологические перерывы по 40-120 мин. Это требуется для усадки смеси.

Рабочие швы при бетонировании обычно не нужны, если сечение колонны составляет больше 400х400 см и высота постройки не более 5 м. Также можно их избежать, если при сечении менее 400х400 см предусмотрены перекрещивающиеся хомуты, а высота готового элемента не более 2 м. При этом не нужно выполнять технологический перерыв на усадку.
Бетонирование рекомендуется выполнять при плюсовой температуре. Если работы проводятся в холодное время года, то необходимо задействовать греющие кабели или накрыть будущее сооружение шатром из полиэтилена.

Дополнительные правила бетонирования колонн

Есть еще несколько полезных рекомендаций, применимых при возведении ж/б колонн:

В процессе бетонирования нижней части колонны опалубку необходимо заполнить только на 10-20 см. Это позволит избежать того, что более крупный заполнитель начнет скапливаться без связующего, что часто происходит при сбрасывании смеси.
Если над сооружением предусмотрены прогоны или густоармированные балки, то бетонировать колонну сверху не получится. В этом случае можно залить бетон до монтажа армирующего каркаса.
Раскладку элементов опалубки лучше сразу внести в проект. Также стоит заранее предусмотреть места крепления подкосов.
Подача бетонного раствора должна осуществляться через приемные воронки.

Если выполняется бетонирование спаренных колонн, то в хоне температурных швов нужно быть особенно внимательным и не сбить случайно перегородки, которые вставлены в опалубку. Также важно следить, чтобы сохранялись размеры обоих элементов.
По забетонированным конструкциям можно передвигаться или укладывать опалубку для конструкций, расположенных выше, только когда бетон достигнет минимальной прочности 15 кг/см. Полный набор прочности наступает через 28 дней. На протяжении этого времени нельзя оказывать на конструкцию серьезные нагрузки.
Средний период выстаивания колонны летом составляет 10 дней. Когда сформируются углы и боковые грани сооружений, можно снять опалубку.

Это основные особенности бетонирования монолитных ж/б колонн, но дополнительно стоит ознакомиться с регламентом проведения работ, описанном в ГОСТ 25628 и ГОСТ 18979. Также рекомендуется изучить Серию ИИ-04-1 (о сборных элементах зданий) и 1.823.1-2 (о железобетонных колоннах).