Усиление плит перекрытия — правила и способы

 

Усиление плит перекрытия может потребоваться в случаях, когда имеются основания считать, что перекрытие находится в предаварийном состоянии.

К которому могли привести:

• механические повреждения конструкций;
• воздействие агрессивных кислотных и щелочных сред в условиях химических и пищевых производств;
• влияние атмосферных осадков и перепадов температур;
• установка на полу перекрытия непредназначенного проектом технологического оборудования или при его износе, вызывающем постоянное динамическое воздействие;
• воздействие высокой температуры при пожарах;
• воздействия ударной волны в результате землетрясений или взрывов.

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 проблемы

Существует ряд факторов, которые могут повлиять на целостность домовых перекрытий:

1. Механические воздействия.
2. Воздействие на перекрытие агрессивных жидкостей, таких как кислоты и щелочные растворы.
3. Неблагоприятное воздействие окружающей среды.
4. Незаконная перепланировка зданий.
5. Разрушения, возникшие в результате пожаров.
6. Воздействие волны, возникшей в результате землетрясения.

Чаще всего разрушения выявляют в арматуре из-за коррозии металла. По этой причине происходит снижение несущей способности конструкций.

При перепрофилировании помещения иногда необходимо усиление плит перекрытия конструкций, т.к. здание будет выполнять другие функции, связанные с большими нагрузками. Например, в здании будет установлено новое, более тяжелое оборудование.

Если при возведении конструкции был сделан тонкий слой бетона, стержни могут проржаветь, что тоже приведет к ослаблению прочности перекрытий.

Правила

При проведении работ по усилению плит перекрытия, помимо выполнения единых правил техники безопасности (ТБ) в строительных работах в соответствии с главой СНиП III-4-80, необходимо выполнение дополнительных правил, которые связаны с особенностью и условиями производимых работ.

Техпроцессы (ТП), производимые на территории функционирующего производства и в работающих цехах, имеют отношение к мероприятиям высокой опасности и должны осуществляться по наряду-допуску. Трудящиеся строительных компаний должны быть ознакомлены с планами выполнения работ и пройти внеочередной инструктаж по ТБ в связи с высокой опасностью выполнения работ.

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.

Выявление уязвимости

Зачастую повреждения ненароком могут быть замаскированы подвесными и натяжными потолками, штукатурками, красками, что не дает возможность вовремя их заметить и приняться за работу по ремонту и восстановлению.

При определении фактического технического состояния несущих и ограждающих конструкций, облицовки и панелей перекрытий требуется:

• определять геометрические параметры (ширину, величину поперечного сечения, пролет);
• посредством удаления предохранительного пласта бетона приблизительно с третьей части пролета панели устанавливать рабочее армирование;
• инструментальным методом анализа выяснять прочностные характеристики бетона;
• обнаруживать дефекты, повреждения и изменения формы (растрескивания, прогибы и провисания, уменьшение поперечного сечения рабочего армирования вследствие образования ржавчины, снижение прочностных свойств бетона вследствие сатурации, неправильное местоположение рабочей арматуры и ее потеря в диаметре).

По итогам освидетельствования плит нужно совершать проектировочные расчеты их предельной нагрузки и трещиностойкости на восприятие действий имеющихся и предполагаемых нагрузок.

При проведении подобных расчетов требуется вспомогательная информация об армировании плит перекрытия следующего типа: наличие и местоположение сжатой арматуры, расположенных по ширине прутков армирования, а кроме того, изготавливалась ли плита преднапряженной.

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.

Что и как обследуется для проектирования усиления перекрытий

Целью предпроектного обследования является установление фактического состояния перекрытий, их мест соединения с другими элементами здания. Также специалисты должны точно описать все выявленные дефекты и повреждения, которые могут сказаться на прочности и устойчивости здания после завершения работ. По итогам обследований составляются технические отчеты и заключения, делаются необходимые расчеты по нагрузкам, определяются варианты и места усиления.

Получение исходных данных и документов на объект

До обследования здания нужно изучит особенности его архитектуры и планировки, технические характеристики и нормативные значения о материалах несущих конструкций. Эти сведения содержатся в кадастровой, технической и эксплуатационной документации. Также заказчик оформляет техническое задание, по которому определяется перечень необходимых проектных работ, требования к содержанию документов.

Создание комиссии, определение плана обследований

В состав комиссии по предпроектному обследованию включаются представителя заказчика и проектной организации, архитекторы, инженеры, техники, эксперты. Для работы комиссии составляется план обследований. Специалисты будут изучать не только места непосредственного проведения работ, но и все иные элементы здания, на которые может оказываться воздействие.

Визуальный осмотр перекрытий и несущих конструкций

Визуальный осмотр проводится в отношении видимых частей и элементов перекрытий. Скрытые конструкции, места соединения перекрытий со стенами, иными частями здания будут обследованы с помощью специальной аппаратуры и оборудования. В ходе визуального осмотра выявляются видимые дефекты, повреждения и трещины. В ходе обследования проводится съемка поверхностей и частей перекрытий, мест соединений со стенами, оформляются акты и дефектные ведомости.

Самый просто вариант усиления деревянных перекрытий — возведение поперечных или продольных балок.

Инструментальное обследование

Визуальный осмотр не даст результатов о состоянии скрытых частей, толщине перекрытий и арматуры, иных важных данных. Для этого проводится обследование с помощью приборов, оборудования и средств измерения. Помимо выявления скрытых повреждений и снижений прочности перекрытия, с помощью оборудования можно получить исходные данные для расчета нагрузок.

Составление документов по итогам обследований

Результаты осмотров и обследований для проектирования оформляется в виде технических отчетов и заключений, дефектных ведомостей, актов, протоколов. Также эксперты оформляют расчеты допустимых нагрузок, дают рекомендации по местам и вариантам усиления перекрытий. Эти данные будут указаны в проектной документации, использованы при выборе решений.

Комментарий специалиста. От полноты и точности обследований зависит результат проектирования и строительных работ. Без объективных выводов экспертов нельзя выбрать нужные варианты и решения для усиления перекрытий. Поэтому компания Смарт Вэй всегда уделяет особое внимание предпроектной стадии обследования, привлекает к работе всех необходимых специалистов.

Усиление перекрытий путем армирования всей плоскости конструкции.

Полезные рекомендации

Имеется всего два, но очень важных совета. При осуществлении восстановительных процедур и монтаже конструкций необходимо следовать требованиям технологии и практиковать высококачественное сырье. Расчет способности выдерживать нагрузку плит перекрытия, возможность ее укрепления необходимо поручать квалифицированным, опытным в данном вопросе организациям. Исполнение указанных рекомендаций даст возможность исключить проблемные ситуации в процессе использования постройки.

Подробный рассказ об особенностях плит перекрытия смотрите в видео ниже.

Варианты усиления

Основными материалами перекрытий является древесина, железобетон, металлопрофиль. Это повлияет на выбор способов и вариантов усиления. В зависимости от перечня предстоящих работ и состояния конструкции, усиления может предусматривать:

• удаление поврежденных и разрушенных частей перекрытия, замена их на новые элементы;
• восстановление несущей способности перекрытия, наращивание покрытий и толщины плит;
• наращивание сечения стальных балок путем приваривания дополнительных металлических элементов;
• подведением под перекрытие разгружающих балок и опор;
• увеличение армирования путем монтажа дополнительных металлических стержней по контуру перекрытия, либо в его тело;
• иные варианты, обусловленные видом предстоящих работ.

Все решения, выбранные для усиления перекрытий, будут раскрыты и обоснованы в проектной документации. Чтобы подрядчик смог реализовать их при проведении работ, составляется рабочая документация, спецификации на стройматериалы.

Комментарий специалиста. Усиление перекрытий не должно привести к ухудшению прочности и надежности здания, состояния других конструкций. Поэтому в проекте может одновременно предусматриваться усиление и по другим направлениям. Например, при обустройстве отдельного выхода на улицу, усиление может потребоваться перекрытиям и несущей внешней стене объекта. Также, ввиду увеличения нагрузок при проведении строительных работ, меры по усилению могут затрагиваться все нижерасположенные перекрытия.

Сложный вариант комплексного усиления перекрытий с использованием композитных материалов.

Распространенные схемы усиления монолитных перекрытий

Профессиональные строители используют различные схемы укрепления перекрытий:

• дополнительное армирование поврежденного участка с последующим бетонированием;
• увеличение толщины плит за счет формирования дополнительного слоя железобетона;
• торкретирование поверхности железобетонной основы марочным бетонным раствором.

Выбор оптимальной схемы укрепления производится индивидуально в зависимости от конструктивных особенностей перекрытия.

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.

Согласование усиления перекрытий – обязательное или добровольное?

Так как перекрытия относятся к основным несущим конструкциям здания, любые виды работ на них требуют согласований. Это касается даже случаев, когда непосредственно на перекрытиях не ведутся строительные работы, однако воздействия и повышенные нагрузки на них можно устранить только усилением. Согласования обязательны в следующих случаях:

• если усиление перекрытий предусматривает проект реконструкции жилого или нежилого здания – проект проходит экспертизу, после чего оформляется разрешение на строительство;
• если проводится перепланировка или переустройство помещений в МКД – при проектировании нужно оформить технические заключение о состоянии несущих конструкций, а работы можно выполнять после согласований в МосЖилИнспекции.

Не нужно проходить согласование перепланировки, если строительные работы будут проводиться в нежилых зданиях. В этом случае проект утверждает сам собственник (заказчик).

Усиление перекрытий путем укрепления швов между отдельными плитами.

Как повысить несущую способность монолитного перекрытия

Для повышения нагрузочной способности цельного перекрытия из железобетона используют различные методы:

• сооружают на проблемных участках опорные конструкции, предназначенные для усиления. Это позволяет перераспределить действующие нагрузки;
• повышают несущие характеристики имеющейся строительной конструкции. Для этого производят полную замену устаревшего перекрытия или его частичное восстановление.

Установка дополнительных опор под проблемными участками позволит обеспечить неподвижность конструкций.

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.

Как правильно составить ТЗ на усиление перекрытий

Техническое задание отдельно на усиление конструкций оформляется только при выявлении повреждений и дефектов в ходе текущей эксплуатации. Обычно эти работы подпадают под капитальный ремонт, который не требует согласований проекта. Если усиление необходимо при проведении реконструкции или перепланировки, техническое задание оформляется на общий проект. Помощь в разработке точного и правильного ТЗ окажут специалисты компании Смарт Вэй.

Как выбрать компанию для обследований и проектирования

Очевидно, что проектированием и разработкой решений для усиления перекрытий должны заниматься профессиональные специалисты. Проектная организация должна состоять в СРО, иметь в своем штате архитекторов, инженеров, техников, иных профильных специалистов. Так как разработка усилений конструкций входит в единый цикл проектирования, компания должна располагать собственным оборудованием, специальным программным обеспечением. Желательно убедиться, что организация уже выполняла проектные работы такой сложности, чтобы избежать отказов в согласованиях. Всем этим критериям отвечает компания Смарт Вэй, поэтому вам гарантировано качество проектирования.

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.

Сроки и стоимость разработки вариантов усиления

Процесс разработки усиления перекрытий и иных конструкций включает анализ документации, обследования и расчеты, описание и обоснование решений в проекте. Поэтому определить сроки и стоимость работы можно только с учетом характеристик и типа конкретного объекта, исходных данных на проектирование. Компания Смарт Вэй всегда предлагает выгодные условия сотрудничества и доступные расценки на проектирование. Уточнить эти моменты можно на предварительной консультации у наших специалистов.

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.

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.

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.

Преимущества сотрудничества с нашей компанией

Заключая договор с нашей компанией, вы получаете гарантию качества, сопровождение на всех стадиях согласований, строгое соблюдение нормативной базы и условий ТЗ. Вы всегда можете убедиться в профессионализме и квалификации наших специалистов, изучить примеры по ранее выполненным работам до заключения договора. Обращайтесь, по всем возникшим вопросам вы получите бесплатную консультацию.

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).

Кейсы нашей работы по проектированию усилений

Предлагаем вашему вниманию два примеры выполненных работ по усилению перекрытий здания. Проекты были разработаны, согласованы и реализованы в 2019 году.

Кейс 1. На примере ниже специалисты компании Смарт Вэй спроектировали усиление металлических перекрытий для производственного здания.

Кейс 2. В указанном ниже примере было предусмотрена замена стальных перекрытий для усиления конструкции, перераспределения нагрузки при реконструкции.

Выводы

Усиление перекрытий заключается в увеличении прочности и допустимых нагрузок этих конструкций. Различные способы усиления перекрытий применяются при реконструкциях, перепланировках, переустройстве и капитальном ремонте зданий. Для усиления может использоваться полная или частичная замена перекрытия. установка поддерживающих и разгружающих элементов, иные варианты и решения.