Бетонные колонны

Железобетонные колонны – это вертикально устанавливаемые строительные конструкции с размером поперечного сечения, значительно меньшим, по сравнению с их длиной. Они обычно являются частью силового каркаса строения. Их основная функция – обеспечение достаточной вертикальной жесткости и прочности сооружения. Форма сечения колонн может быть прямоугольной, квадратной, круглой; постоянной или изменяющейся по длине. Технические условия на ЖБ-колонны для многоэтажных зданий регламентирует ГОСТ 18979-2014, а на тяжелые и мелкозернистые бетоны, из которых изготавливаются эти несущие конструкции, – ГОСТ 26633-2015.

Какие задачи решает установка ЖБ-колонн

Колонны служат открытой опорой для перекрытий, балконов, террас, принимая на себя и передавая на фундамент нагрузку от этих конструктивных элементов здания. Они не только увеличивают эксплуатационный период строения, но и позволяют реализовать множество дизайнерских решений. Железобетонные столбы могут служить декоративно-функциональными элементами входных групп и интерьера. В этом случае их дополняют подколонниками, консолями, лепниной, фрезерованием.

Круглые и квадратные колонны, созданные из готовых ЖБИ или возведенные по монолитной технологии, используются для укрепления и украшении зданий промышленного, административного, жилого и иного назначения.

Виды бетонных колонн по способу изготовления

В зависимости от способа изготовления колонные конструкции разделяют на сборные и монолитные.

Сборные ЖБ-колонны

Эти конструкции сооружают из готовых элементов, которые производят в заводских условиях, а затем доставляют на строительную площадку. Их плюсы: высокая скорость монтажа и экономия трудовых ресурсов строительной организации. К минусам сборных бетонных колонн относят необходимость применения специальной техники для их транспортировки и монтажа.

В конструкцию сборной бетонной колонны входят:

• оголовок – воспринимает нагрузку от выше расположенного строительного элемента;
• стержень – передает нагрузку на нижнюю часть колонной конструкции;
• база – распределяет полученную нагрузку по фундаменту.

ЖБ-колонны разделяются на сжатые центрально и внецентрально. Конструкции первого типа способны воспринимать только осевые нагрузки, второго – могут дополнительно выдерживать изгибающий момент.

Монолитные бетонные колонны

Изготавливаются на месте строительства по монолитной технологии – путем заливки пластичной бетонной смеси в опалубку с установленным в ней арматурным каркасом. Плюсы этого способа – высокие прочность и надежность получаемой конструкции. Минусы – трудоемкость монолитного бетонирования и длительный срок, необходимый для твердения бетонной смеси и достижения им марочной прочности.

Инструмент и материалы, необходимые для изготовления монолитных ЖБ-колонн

Для возведения бетонных колонн по монолитной технологии необходима опалубка. Удобный и эффективный вариант – инвентарная опалубка. В ее состав входят – щиты или блоки, несущие конструкции, рамы, соединительные элементы, крепежные детали. Эта многоразовая многокомпонентная система обеспечивает создание колонн необходимой формы и размеров. Инвентарную опалубку можно приобрести или арендовать на время строительства. Более дешевый, но трудозатратный вариант – собственноручное изготовление опалубки из обрезной доски или фанеры, брусков для подпорок и стяжек. В этом случае потребуются: строительные уровень и уголок, рулетка, молоток, гвозди и шурупы.

Для создания объемного усиливающего каркаса понадобятся:

• арматурные стержни с периодическим профилем с номинальным диаметром от 12 мм, используемые в качестве рабочей арматуры;
• стержни с гладкой поверхностью, выполняющие функции распределительной арматуры;
• вязальная проволока и приспособление для удобной вязки или сварочный аппарат и электроды, если каркас планируется сваривать, а не связывать.

Бетонную смесь приобретают на ближайшем бетонном заводе или изготавливают самостоятельно. Во втором случае понадобятся: цемент, щебень, песок, вода питьевого качества или проверенная в лаборатории на присутствие примесей, негативно влияющих на качество бетона. Пропорции смеси, тип цемента, характеристики заполнителей, перечень и количество добавок определяют в зависимости от размеров бетонной колонны, нагрузок, которые она будет испытывать, условий эксплуатации. Для приготовления бетонной смеси в больших количествах понадобится производительная бетономешалка. Для уплотнения бетона – глубинный или наружный вибратор.

Основные этапы изготовления монолитных ЖБ-колонн

В частном строительстве устройством бетонных колонн застройщики часто занимаются самостоятельно. Этот процесс осуществляется в несколько этапов.

Подготовительные мероприятия

Перед началом работ необходимо подготовить все необходимые инструменты, оборудование и материалы. Если бетон планируется приобретать в готовом виде, то определяют оптимальное время его доставки и заранее договариваются с поставщиком о сроках привозки материала. Основание, на которое планируется устанавливать колонну, очищают от строительного мусора и загрязнений.

Устройство арматурного каркаса

Существует несколько способов изготовления усиливающего каркаса. При создании небольших колонн каркас собирают (вязкой или сваркой) на площадке, а затем устанавливают его на проектное место кантованием. Тяжелые каркасы соединяют в единую конструкцию на месте, используя различные подпорки.

Монтаж опалубки

Производители предлагают несколько типов опалубки заводского изготовления для круглых, квадратных и прямоугольных конструкций. Для круглых бетонных колонн подходят:

• Одноразовая опалубка, изготовленная из картона, влагостойкость которого повышают с помощью водостойких составов. Это недорогое решение, его минус – невозможность получить идеально гладкую поверхность. Колонна, залитая в картонную опалубку, имеет спиралевидный наружный рельеф.
• Многоразовая опалубка – пластиковая или металлическая. Она состоит из полукруглых элементов, которые устанавливаются поверх арматурного каркаса на определенном расстоянии от него.

Для прямоугольных конструкций предназначены следующие виды опалубки:

• Щитовая. Формируется из прямых щитов, скрепляемых между собой специальными фиксирующими элементами. Универсальные щиты позволяют сформировать ЖБ-колонну требуемых размеров и формы (прямоугольную, квадратную).
• Блочно-ригельная. В ее состав входят – стальные ригели, балки разных размеров, опалубочные плиты.

Для самостоятельного изготовления опалубки используются деревянные доски или щиты из фанеры, из которых можно создать только прямоугольную или квадратную конструкцию. Поверхности, которые будут соприкасаться с бетонной поверхностью, должны максимально гладкими. Для предотвращения прилипания опалубки к смеси используют специальные смазки. Между собой деревянные или фанерные щиты соединяются очень плотно, что исключает вытекание цементного молочка. С наружной стороны щитов устанавливаются деревянные подпорки.

Заливка бетонной смеси в опалубку

При заливке колонн важную роль играет подвижность бетонной смеси. Для конструкций со стандартной схемой армирования подходят смеси с подвижностью П2-П3, для густоармированных – П4.

Заливка осуществляется горизонтальными слоями, укладываемыми в одном направлении. Периодически залитую смесь уплотняют с помощью металлических прутов, глубинных вибраторов, наружных механизмов. Простейший вариант, подходящий для небольших конструкций, – постукивание молотком по опалубке.

Демонтаж опалубки

Летом опалубку можно снять примерно через 10 дней после заливки. В течение 28 дней (периода набора бетоном марочной прочности) запрещено осуществлять любые работы, связанные с нагрузкой на колонну и близлежащие стройконструкции.

Типовые элементы сборных железобетонных колонн

Элементы сборных ЖБ-колонн выпускаются по типовым сериям, содержащим чертежи и рекомендации по использованию изделий в строительстве. Примеры типов колонн по функциональному назначению:

• К – для зданий без мостовых и подвесных кранов и для объектов, оснащенных подвесными кранами;
• ККП – для установки в каркасах строений с мостовыми опорными кранами;
• КФ – фахверковые колонны;
• КР – применяются в каркасах строений, оборудованных ручными мостовыми опорными кранами.

Особенности монтажа сборных железобетонных колонн

ЖБ-колонны чаще всего устанавливают в стакан фундамента, предварительно заполненный бетонной смесью. Толщина бетонной прослойки определяется на стадии проектирования.

Основные этапы установки ЖБ-колонны в стакан:

• ЖБИ закрепляют на крюке крана таким образом, чтобы элемент смог принять вертикальное положение, для строповки используют штыревые или фрикционные захваты;
• ЖБ-деталь устанавливают в проектное положение, проверяют его корректность с помощью теодолита или нивелира;
• элемент снимают с крюка и временно закрепляют с помощью клиновых вкладышей;
• после достижения 50% марочной прочности бетонной прослойки клинья удаляют.

Вопросы-ответы