Монтаж железобетонных колонн — технология, установка, крепление

Содержание:

1. Железобетонная колонна как часть строительной конструкции
2. Особенности монтажа ЖБ колонн, оснований и балок
3. Основная классификация ЖБ колонн по монтажу и назначению
4. Монтаж ЖБ колонн на фундаментах
5. Дополнительные возможности и решения

Монтаж железобетонных колонн в зданиях и сооружениях относится к наиболее ответственным строительным работам. В соответствии с требованиями строительных норм основным документом, на который опираются исполнители работ на месте, является технологическая карта на монтаж колонн с полным описанием порядка выполнения всех операций. В основе технологической карты лежат положения, устанавливающие порядок разработки ППР и ПОС, требования к рабочим технологическим картам по операциям и группам операций, монтажу ЖБИ.

Основные регламентирующие документы:

• СНиП 3.01.01-85*. Организация строительного производства;
• СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции;
• СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования;
• СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.

Установка железобетонных колонн рассматривается как часть общего процесса монтажа.

Железобетонная колонна как часть строительной конструкции

Монтаж ЖБИ колонн и балок, фундаментов и поясов в большинстве проектов основан на применении типовых готовых элементов промышленного изготовления. В большинстве случаев это продукция, изготовленная по ГОСТ 25628-90 с учетом серии и выпуска чертежей для определенных групп изделий.

Назначение строительной колонны – прием вертикальных нагрузок от верхних частей конструкции и передача их на нижнюю часть с распределением по площади опирания. Конструктивно ЖБ колонна представляет собой бетонный брус с предварительно устроенным внутри стальным объемным армированием, закладными деталями и, в зависимости от типа колонны, с консолями или без них в верхней части. Нижняя часть колонны может иметь расширение для монтажа с опиранием. В промышленном строительстве при применении метода монтажа колонны в стаканы фундаментов используются изделия равного по всей длине сечения. Этот тип узла позволяет производить монтаж в заранее подготовленные типовые основания, что в итоге ускоряет процесс работ и снижает строительные затраты. Опирание верхних конструкции происходит за счет размещения лотка, балки, ригеля и прогона на выступающей консоли. Колонна может иметь одну или несколько консолей симметричного или асимметричного расположения. Нагрузка на консоль указывается в маркировке, по которой можно определить длину горизонтальной конструкции.

Колонна изготавливается из тяжелых бетонов М300–М400 класса В15-В20 морозостойкостью не менее 50 полных циклов. Особые требования предъявляются к конструкции внутреннего стального арматурного каркаса, который распределяет нагрузки на сжатие.

Особенности монтажа ЖБ колонн, оснований и балок

По характеру нагружения ЖБ колонна может испытывать воздействие не только вертикального сжатия. Монтаж ЖБ колонн предусматривает необходимость точного позиционирования по вертикали. Отклонение от вертикальной оси может вызвать смещение линий распределения нагрузки и последующее обрушение конструкции.

Колонны могут применяться как нижняя, средняя или верхняя часть конструкции в зависимости от этажности. В большинстве случаев конструкции с колоннами используются в промышленном строительстве, когда необходимо обеспечить устойчивость сооружения с пролетами длиной от 6 м без возведения сплошных несущих стен. Проектировщик может расположить колонны:

• по периметру сооружения как основной несущий элемент с последующим заполнением проемов более легкими деталями для создания ограждающих конструкций, в том числе и для опирания крановых путей;
• внутри сооружения для опирания и поддержки длинных пролетов и принятия нагрузки от верхних уровней, этажей, крановых путей;
• вдоль несущих стен и конструкций без опирания основной части сооружения для создания подкрановых путей опорных мостовых кранов;
• как частично несущие фахверковые элементы для распределения нагрузок по поверхностям и частичного крепления ограждающих конструкций.

При использовании колонн в составе нижнего пояса они могут быть связаны непосредственно с фундаментом сооружения или с расположенным на нем поясом армирования, обвязкой из ЖБ изделий горизонтального расположения.

Основная классификация ЖБ колонн по монтажу и назначению

По ГОСТ 25628-90 выпускается несколько видов ЖБ колонн различного назначения:

• К – для зданий без каких-либо кранов или опирающихся на колонны механизмов;
• КС – для конструкций с провисающим нижним поясом и специфическим опиранием сверху и снизу;
• ККП и КД – каркасы зданий с мостовыми электрическими опорными, подвесными кранами и без грузоподъемных устройств;
• КФ – фахверковые колонны (предназначены для фахверков стеновых ограждений сооружений);
• КК – используются в создании каркасов зданий, в которых предусмотрено опирание крановых путей опорных кранов;
• КДП – актуальны для каркасов сооружений, которые оснащены электрическими опорными мостовыми кранами;
• КР – для каркасов зданий с опиранием путей для ручных кранов.

При подборе типа колонн есть возможность использовать их как элементы несущей части только каркаса или только крановых путей, совмещенные по функциям элементы. Колонны под крановые пути без опирания каркаса обычно ставятся при реконструкции промышленных и складских зданий, в которых изначально не предусматривался монтаж кранов. За счет колонн с опиранием каркаса и крановых путей можно существенно упростить конструкцию сооружения, кроме тех случаев, когда колонны применяются в составе провисающего пояса.

Крепление к железобетонной колонне производится по технологической карте. Конструкция для верхних элементов обязательно разрабатывается с опиранием на консоли и использование связок между закладными элементами или выведенными за пределы контура колонны частей армирующего каркаса. Для погрузочных и монтажных работ в колонне предусмотрены закладные петли.

Монтаж ЖБ колонн на фундаментах

Технология монтажа колонны существенно упрощается за счет применения стаканных фундаментов. Это решение предполагает:

• укладку в основании плиты и стакана – ЖБ детали с полостью в центральной части по размерам торца колонны;
• укладку готового ЖБ изделия в виде плиты со стаканом;
• подготовку крепления в виде заливки бетонного раствора в стакан;
• монтаж колонны в стаканы фундаментов с выравниванием и последующей фиксацией.

Железобетонные фундаменты стаканного типа обеспечивают хорошую устойчивость колонны за счет опирания на плиту и боковой поддержки в основании. Изготовление таких конструкций методом заливки монолита на месте экономически не оправдано. Ассортимент готовых колонн и элементов со стаканами позволяет подобрать вариант с оптимальным соотношением нагрузок, размеров и площади. При промышленном производстве обеспечивается высокая точность с минимальными допусками, что значительно упрощает монтаж конструкции.

Основные этапы процесса монтажа колонн в стаканные фундаменты:

• подготовка котлована и выравнивание деталей основания по двум осям – от точности укладки элемента зависит последующее распределение нагрузки от колонны;
• заливка бетонного раствора и твердение – таким образом готовится место под колонну для плотной установки;
• подъем колонны краном, перевод в вертикальное положение – не допускается подавать ее наклонно с опиранием на один край стакана, так как это приводит к возникновению нагрузки на излом и повреждению деталей;
• опускание колонны в стакан и выравнивание – на этом этапе кран должен удерживать колонну до установки клиньев.

Важная часть процесса – установка временных или постоянных распорных клиньев для точного вертикального позиционирования колонны. Применяются методы:

• фиксация на временные деревянные или металлические клинья;
• фиксация на постоянные ЖБ или металлические клинья.

Временная фиксация предполагает выполнение работы в два этапа – на первом производится заливка раствора до нижнего уровня клиньев. На втором клинья извлекаются после твердения раствора, после чего производится окончательная заливка. Извлекать клинья можно только после набора не менее половины прочности залитого бетона. В некоторых случаях заливка при наборе половинной прочности позволяет получить эффект лучшего сцепления и повышения устойчивости конструкции за счет схватывания двух слоев бетона.

При использовании постоянных клиньев заливка стакана производится сразу же на весь объем после выравнивания колонны по вертикали. Метод менее распространен, но в последнее время его использование приобретает популярность – так можно уменьшить период времени до окончательного твердения бетона и готовности конструкции.

Установка колонны в стакан фундамента не означает, что можно отказаться от нанесения рисок разметки. Позиция основания колонны в горизонтальной плоскости крайне важна для общей прочности сооружения. На этапе закладки стаканного фундамента необходимо провести подбетонную подготовку – залить под плиты раствор бетона М150-М200, можно тощего бетона для предотвращения смещения плиты под нагрузкой. Основание укладывается на затвердевший бетон.

Дополнительные возможности и решения

В современном строительстве монтаж бетонных колонн допускается с применением еще нескольких методов. Выравнивание и нивелирование колонн возможно с использованием каркасных силовых кондукторов. Этот способ позволяет добиться повышения точности и частично отказаться от клиньев, но его применение рассматривается с точки зрения целесообразности.

Кондуктор индивидуальный или групповой представляет собой сборный модульный каркас, который собирается вокруг колонны или группы колонн как опалубка, но со значительной силовой составляющей. До начала твердения бетона в стакане болтами кондуктора колоннам придается строго вертикальное положение, при этом конструкция позволяет добиться корректировки положения колонны в горизонтальной плоскости.

Индивидуальный кондуктор выравнивает и фиксирует одну колонну. Групповой рассчитан на создание своего рода кассеты из нескольких колонн, объединенных общим каркасом. После окончательного твердения бетона в стаканах кондуктор снимается. Метод можно применять и для монтажа колонн с опиранием без стаканов и крепления сваркой.

За счет применения готовых ЖБ колонн и стаканных оснований повышается точность монтажа, сокращается срок выполнения работ, появляется возможность использования унифицированных деталей с заранее рассчитанными по стандартам нагрузками и прочностью.