Железобетон — характеристики, разновидности и сферы применения

Устройство сборного ленточного фундамента

Конструкция представляет собой непрерывную ленту, которая располагается по всему периметру будущего сооружения. Для ее изготовления используются легкобетонные или железобетонные блоки. Этот вариант является оптимальным, если работу нужно провести в короткие сроки.

Сборный фундамент требует применения специальной техники, при помощи которой элементы транспортируют и укладывают.

Блоки имеют трапециевидную или прямоугольную форму. Каждый элемент имеет вес около 300 кг и больше, поэтому вручную уложить его не получится.

Классификация

Буронабивной фундамент классифицируется в зависимости от технологии изготовления. На глинистых и других плотных грунтах используется методика НПШ (непрерывный полый шнек). Шнек представляет собой полую трубу, закрытую обратным клапаном, который не позволяет изымаемому грунту попадать в нее. К трубе крепится прочная спираль, поднимающая грунт на поверхность наподобие классического бура. При достижении нужной глубины в полость трубы подается под высоким давлением бетон. Он открывает клапан, постепенно заполняя скважину по мере поднимания шнека наверх. Чтобы сделать буронабивную сваю прочнее, в бетон, мощным вибратором, вводится армирующий каркас. После заливки свая оставляется до тех пор, пока раствор не наберет нужную прочность.

Вторая методика – устройство буронабивных свай с обсадной трубой, эта технология применяется на зыбких грунтах. Труба защищает скважины от обрушения при введении в нее армирующей конструкции или избыточного давления на залитый раствор. Для этого бурится скважина по диаметру трубы, которую помещают в нее при помощи вращения, вдавливания или просто устанавливают там. После этого бур извлекается из грунта, в скважину устанавливается арматура так, чтобы образовался защитный слой бетона около 60 мм. Затем заливается раствор с одновременным уплотнением, а обсадная труба постепенно извлекается из скважины.

Монолитные железобетонные конструкции

Монолитная железобетоннаяконструкция — это технология, при которой элементы здания или сооружения изготавливаются непосредственно на стройплощадке с использованием опалубки, установкой арматурных каркасов и послойной укладкой бетона. После того как бетон наберет достаточную прочность, опалубку удаляют.

Примеры монолитных железобетонных конструкций:

• монолитные фундаменты — сооружение устраивается на опасных грунтах и позволяет избежать изменения геометрии фундамента из-за просадки или вспучивания грунтов;
• плотины — гидротехнические сооружения из монолитного железобетона, выдерживающие колоссальное давление воды и разрушающие гидрологические воздействия — удары — без потери прочности. Плотины из монолитного железобетона, как важная составляющая часть гидроэлектростанций, служат многие годы, обеспечивая электроэнергией целые города;
• несущие стены — монолитный железобетонный каркас, который дополнительно выполняет функции теплоизолирующей и ограждающей конструкции. По прочностным и теплоизоляционных качествам железобетонная стена толщиной в 12 см приравнивается к кирпичной кладке в 25 см, газобетону в 40 см и пенобетону в 63 см;
• монолитные аэродромные и дорожные покрытия — эффективно гасят значительные динамические нагрузки, отлично сопротивляются истирающим воздействиям колес автомобилей и шасси самолетов, обладают превосходными сцепными характеристиками.

монолитный фундамент плотина несущая стена монолитное покрытие

И это далеко не полный перечень сооружений, построенных из монолитных железобетонных конструкций. Из монолитного железобетона выполнено большое количество уникальных строительных объектов: промышленные трубы, путепроводы и тоннели метро, телевизионные башни, атомные реакторы АЭС и множество других сооружений.

Достоинства конструкций из монолитного железобетона

• возведение монолитных ж б конструкций отличается гораздо более низкой стоимостью, нежели строительство из ЖБИ;
• монолитная конструкция не имеет швов и стыков;
• бетонная монолитная конструкция может быть любой формы, массы и размера;
• монолитные железобетонные сооружения отличаются высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам.

Недостатки железобетонного монолита

• высокие временные и трудовые затраты на стройплощадке;
• требуется время для набора прочности бетона, поэтому монолитную жб конструкцию вводят в эксплуатацию через определенные сроки;
• в процессе монолитного жб строительства имеются большие объемы "мокрых" работ.

Строительство монолитных конструкций рационально в случае, если будущие здания и сооружения, а также их элементы отличаются большими размерами, массивностью, большим весом (колонны, большие фундаменты, плиты), а также если конструкции имеют сложные формы.

Монолитные железобетонные здания, сооружения, конструкции возводятся при условиях воздействия на них больших динамических нагрузок и т.д.

Преимущества и недостатки материала

Основными параметрами, за которые ценится железобетон, является прочность и возможность противостоять разнообразным нагрузкам. Кроме этого нужно выделить также:

• Долгий срок службы. Арматура и бетонный раствор создают надежную комбинацию, которая способна прослужить несколько десятков лет, постоянно подвергаясь при этом большим нагрузкам.
• Стойкость к огню. Железобетон не горит, и противодействует распространению пламени.
• Нейтральность в отношении взаимодействия с другими материалами. Железобетон не выделяет никаких вредных веществ. Благодаря этому он может использоваться для строительства промышленных сооружений в любой области, а также для возведения частных домов. При этом микроклимат будет оставаться благоприятным и безвредным.
• Материал может принимать любую форму. Нужно только установить каркас нужной геометрии. После этого можно будет заливать бетоном арматуру.
• Невысокая цена. Монолитный железобетон имеет небольшую цену, поэтому он очень популярен даже в частном строительстве. Сборный железобетон также составляет конкуренцию прочим материалам по стоимости и свойствам.

Среди недостатков материала нужно отметить следующее:

• Низкая прочность при определенных видах нагрузок. Использовать железобетон нужно только для определенных работ. Его большая масса может сыграть против него.
• Долгий период изготовления. Как и бетону, железобетону нужно некоторое время, чтобы прошел период застывания.
• Большой уровень теплопроводности. Материал не дает хорошей изоляции. Для него придется делать хорошую отделку, которая сделает дом теплым.

Несмотря на некоторые недостатки, железобетон является основой современного строительства. Он применяется в строительстве домов, пром. объектов, фундаментов, конструкций, работающих при особых условиях и т. д.

Дополнительные особенности конструкций

устройство ленточного сборного фундамента.

Изготовление ленточного фундамента стоит начинать в теплое время года, так как именно эта особенность позволяет застройщику сэкономить приличную сумму денег, которая может быть потрачена на специальную технику и строительные материалы, необходимые в холодную пору года.

Для изготовления всех элементов основания нужно приобрести бетономешалку, не говоря о самих расходных материалах. Если на строительной площадке отмечается песчаный и сухой грунт, то выдерживать глубину заложения конструкции ниже глубины промерзания необязательно. Но и в таком варианте глубина заложения не должна быть ниже 60 сантиметров.

Сборный тип ленточного фундамента можно свободно использовать при строительстве частного жилого дома. Использование данного варианта имеет как положительные, так и отрицательные характеристики. Главной положительной характеристикой данного типа конструкции можно считать тот факт, что она требует значительно меньше времени на изготовление и монтаж.

Схема гидроизоляции ленточного фундамента.

Кроме того, данный тип фундамента можно нагружать до того момента, как он полностью высохнет, что характерно для монолитных конструкций. Но не стоит забывать об увеличенной стоимости данного типа основания и о необходимости использования специальной подъемной техники.

Отрицательные характеристики сборного типа связаны со снижением прочности, которая отмечена у монолитных аналогов. Этот тип фундамента практически невозможно усилить дополнительными действиями, кроме наложения армирующей сетки перед кладкой стен.

Как правило, снижение прочности не является достаточным показателем для того, чтобы отказаться от применения данной конструкции. В сравнении с монолитным аналогом такая прочность снижена всего на 20%, что не может послужить причиной для снижения прочности всей конструкции в достаточной для разрушения мере.

Возведение сборного фундамента

1. Работы по установке и возведению фундамента начинаются с тщательно проведенной разметки. Выполняется разметка при помощи специальной строительной техники и строго профессионалами. При этом разметка включает в себя определение осей будущего здания, а также определение траншей или места для котлована, если планируется строительство цокольного этажа.
2. Чаще всего при подготовке строительной площадки к возведению фундамента используется экскаватор, поскольку сборные ленточные основания в основном всегда располагаются ниже уровня промерзания грунта. После того, как фронт работ экскаваторщика окончен, производится очистка территории вручную. Кроме того, важно проверить плотность и структуру грунта, чтобы основание дома было поставлено на прочную и устойчивую почву.
3. Перед тем, как устанавливать подушки основания, делается подсыпка из гравия и песка слоем не менее 10 сантиметров. Все слои подсыпки тщательным образом утрамбовываются и проливаются водой. В качестве подсыпки используются именно эти материалы, поскольку при появлении влаги ни песок, ни гравий воду в себя не впитывают и в размерах не увеличиваются.
4. По осям будущего здания вырываются траншеи или котлован. Обязательно проверяется прямоугольность формы под основание, а также точное соответствие всем размерам, указанным в плане. Далее выставляются специальные опознаватели, куда укладываются железобетонные подушки.
5. После того, как все подушки уложены, можно приступать к укладке ЖБ блоков. Изделия устанавливаются при помощи специального оборудования на предварительно уложенный строительный раствор. Между блоками также заливается раствор. Не стоит забывать при этом про отверстия, которые необходимы для монтажа коммуникаций. Обязательно нужно выровнять поверхность основания, чтобы остальные элементы конструкции встали ровно. По окончании установки всех блоков остаются лишь небольшие работы по заполнению пустого пространства бетоном или при помощи кирпичной кладки, а также по обеспечению гидроизоляции.

Как видно, процесс возведения сборного ленточного фундамента довольно прост, однако, не стоит забывать обо всех его особенностях. Такой вид основания достаточно универсален и позволяет справиться со строительными работами значительно быстрее.

Изготовление железобетонных конструкций

Изготовление железобетонных конструкций включает в себя следующие технологические процессы:

1. Подготовка арматуры
2. Опалубочные работы
3. Армирование
4. Бетонирование
5. Уход за твердеющим бетоном

Изготовление сборных железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции технологии сборного железобетона Сущность сборных железобетонной конструкций, против монолитных, состоит в том, что конструкции изготавливаются на заводах ЖБИ (железобетонных изделий), а затем доставляются на стройплощадку и монтируются в проектное положение. Основное преимущество технологии сборного железобетона в том, что ключевые технологические процессы происходят на заводе. Это позволяет достичь высоких показателей по срокам изготовления и качеству конструкций. Кроме того, изготовление предварительно напряжённых ЖБК возможно, как правило, только в заводских условиях.

Недостатком заводского способа изготовления является невозможность выпускать широкий ассортимент конструкций. Особенно это относится к разнообразию форм изготавливаемых конструкций, которые ограничиваются типовыми опалубками. Фактически на заводах ЖБИ изготавливаются только конструкции, требующие массового применения. В свете этого обстоятельства, широкое внедрение технологии сборного железобетона приводит к появлению большого количества однотипных зданий, что, в свою очередь, приводит к уменьшению затрат на строительство. Такое явление наблюдалось в СССР в период массового строительства.

Большое внимание на заводе ЖБИ уделяется технологической схеме изготовления. Используется несколько технологических схем:

1. Конвейерная технология. Элементы изготовляют в формах, которые перемещаются от одного агрегата к другому. Технологические процессы выполняются последовательно, по мере перемещения формы.
2. Поточно-агрегатная технология Технологические операции производят в соответствующих отделениях завода, а форма с изделием перемещается от одного агрегата к другому кранами.
3. Стендовая технология. Изделия в процессе изготовления остаются неподвижными, а агрегаты перемещаются вдоль неподвижных форм.

В конвейерной и поточно-агрегатной технологиях используется опалубочный метод формования.

Для изготовления предварительно напряжённых конструкций применяют два способа создания предварительного напряжения: натяжение на упоры и натяжение на бетон, а также два основных способа натяжения арматуры: электротермический и электротермомеханический. Разновидностью стендовой технологии является технология по методу безопалубочного формования (БОФ

) с использованием предварительного напряжения. Оборудование линии безопалубочного производства включает:

• Машина для чистки дорожек;
• Машина для раскладывания арматуры;
• Формующая машина;
• Резательные машины;
• Пакетировщик;
• Натягивающее устройство;
• Блок снятия напряжения;
• Заклёпочная машина;
• Формующая машина для фактурного слоя;
• Машина для заглаживания поверхности;
• Бункер для подачи бетона;
• Траверса;
• Машина для перфорирования;
• Направляющая пресс-форма.

Применяют формующие машины безопалубочного формования технологии слипформования, вибропрессования и технологии экструзии.

Изготовление монолитных железобетонных конструкций

При изготовлении монолитных железобетонных конструкций следует учитывать, что физико-механические характеристики арматуры относительно стабильны, а вот те же характеристики бетона изменяются во времени. Необходимо всегда находить компромисс между запасами при конструировании и проектировании (выбор форм и сечений — выбор между надёжностью, «жизнью», но тяжестью массивных конструкций и между изяществом, ажурностью, лёгкостью, но «мёртвостью» конструкций с большим модулем поверхности), стоимостью и качеством исходных материалов, затратами на изготовление монолитных железобетонных конструкций, усилением оперативного контроля работниками ИТР на всех этапах, назначением мероприятий по уходу за бетоном, защитой его во времени (созданием условий для наращивания во времени его характеристик, что может понадобиться к моменту начала эксплуатации для сопротивления прогрессирующему разрушению), контролем динамики набора основных прочностных и деформативных характеристик бетона.[5][6] То есть очень много зависит от того, с чьих позиций проектируют конструкции и технологию, исполняют и контролируют работы, и что ставится во главу угла: надёжность и долговечность, экономичность, технологичность выполнения, безопасность эксплуатации, возможность дальнейшего применения путём усилений и реконструкций, так называемый рациональный подход, то есть проектирование от обратного (сначала думаем, как следующие поколения будут всё это разбирать и заново использовать)[7].

Сырье

Как понятно из названия, для производства ЖБИ необходимы бетон и арматура. Основными компонентами бетонной смеси являются вода и цемент. В зависимости от класса бетона в состав могут входить крупный (щебень) и мелкий (кварцевый песок) наполнитель, а также пластификаторы и другие добавки, обеспечивающие массе заданные свойства. 

Арматуру изготавливают из металлических прутков или пучков проволоки, скрепляемых между собой при помощи сварки. Стержневая арматура выполняется в виде стальных стержней диаметром 10 мм, поставляемых в бухтах-мотках. Изделия большого диаметра имеют вид прутов 6-8 м длиной. В отдельных случаях поставщики предоставляют арматуру, нарезанную отрезками заданной заказчиком длины.

Применение

Главная особенность плитного фундамента — противостоять движениям грунта. Поэтому этот фундамент применяется для домов, стены которых выстроены из неэластичных материалов. На стенах из кирпича, различных видов блоков, монолитных бетонных при движении грунта буквально на 1-5 мм появляются трещины. Поэтому эти дома строят легкими. Плита движется вместе с грунтом, поэтому нет деформации. Компания «КиевНовБуд» занимается строительством домов под ключ  с применением современных технологий. Поэтому на наших объектах часто используется плитный фундамент. На видео  можно посмотреть пример возведения дома из газоблоков на одном из объектов компании «КиевНовБуд».

Целесообразно использовать плиту не только для домов из жестких материалов, но и для пучинистых почв. Обычно для таких грунтов применяется ленточный или свайный фундамент. Но с течением времени природные силы, возникающие при вспучивании, вытесняют эти фундаменты. Таким образом, легкие дома приподнимаются и конструкция перекашивается. Применение бетонной плиты позволяет побороть природные силы и решить эту проблему.

Устройство фундамента – ответственный этап строительства, от которого зависит срок службы будущего строения, поэтому выполнять его должны специалисты. Компания «КиевНовБуд» выполняет строительство частных домов и дает гарантию на выполненные работы 5 лет. Убедиться в качестве  выполняемых работ можно, побывав на наших готовых  и строящихся   объектах и пообщавшись с их владельцами.

Монтаж блоков

Теперь можно перейти к непосредственной укладке фундаментных блоков. Чтобы улучшить их несущие характеристики, такие блоки кладутся на железобетонные подушки ФЛ, которые монтируются предварительно. Их укладывают на песчаную подушку.

Таким образом, перед тем, как уложить блоки-подушки, необходимо залить постельный слой раствора на песчаное основание. Укладку следует начинать с угла здания. Сначала укладка блоков-подушек ведется под наружные стены, а затем уже и под внутренние.

Устройство сборного железобетонного фундамента чаще всего предполагает использование строп и специализированной подъемной техники. Горизонтальность укладки подушек контролируется посредством уровня или нивелира.

На верхней плоскости подушек необходимо уложить арматурную сетку, состоящую из прутков класса А-3 или А-1.

Строительство своими руками, видео

Устройство мелкозалубленного ленточного фундамента подчиняется указанным принципам:

• реализация земляных работ. Место под строительство выравнивается, снимается верхний слой грунта с запасом 2 м с каждой стороны. Для контроля перепада высот используется строительный уровень;
• согласно проектным данным, намечается разметка. Основные элементы отмечаются кольями и веревкой. Если объект имеет прямоугольный форму, колья забиваются по углам. Более сложные формы требуют обозначения всех участков стыка или поворотов будущих стен. Все углы должны составлять 90 градусов;
• вырывается траншея (глубина 50 см, ширина превышает ширину стен);

Для работ можно привлечь специализированную технику. Когда доступ на строительную площадку осложнен, лучше воспользоваться мини-экскаваторами, однако дно траншеи придется выравнивать вручную

• стенки траншеи выстилаются гидроизоляционным слоем;
• обустраивается песчано-гравийная подушка (толщиной 15-30 см, в зависимости от типа почвы). Специалисты рекомендуют использовать крупнозернистый песок;
• реализация армирования. В углы вбивается четыре прутка диаметром 10 мм. Длина прутков должна быть на 5 см меньше высоты основания. При необходимости вбиваются промежуточные прутки с шагом 1 м. В нижней и верхней части каркаса привязываются или привариваются горизонтальные прутки (12 мм). Расстояние от подушки до нижнего слоя не должно быть меньше, чем 5 см;
• монтаж опалубки. Можно использовать ровную обрезную доску длиной 6 м. Система сбивается снаружи, что обеспечит целостность поверхности фундамента. Высота щитов принимается за 50 см, если считать от уровня грунта. Щиты надежно фиксируются между собой и укрепляются распорками. Стенки системы должны быть ровными;
• заливка бетона. Раствор можно приготовить самостоятельно или привезти на заказ. Раствор заливается одним слоем, что предотвращает растрескивание готовой конструкции. Заливка утрамбовывается вибратором;

• верхняя часть заливки разравнивается мастерком;
• чтобы стенки получились максимально ровными, после заливки можно постучать по опалубке молотком;
• когда бетон набрал заданную прочность, проводится снятие опалубки;
• гидроизоляция – проводится через 7-10 дней после заливки бетона. Для работы используется битумная мастика, которой обрабатываются стенки основания и приклеивается гидроизоляционный материал;
• обратная засыпка – выполняется песком средней крупности с поливом водой и трамбованием.

Застывающий фундамент нуждается в уходе. В жаркую и сухую погоду, он увлажняется, в дождь – защищается от проникновения влаги.

Устройство ленточного фундамента и его краткая технология показаны в видео:

Технология изготовления сборного железобетонного основания

Важно помнить, что установка сборного железобетонного фундамента стаканного типа допустима только в теплую погоду. Согласно нормативной документации монтаж изделий на мерзлую землю запрещена.

При этом все работы должны производиться с привлечением тяжелой спецтехники и под контролем опытных строителей, инженеров и других специалистов.

Подготовительные работы

После получения всех данных и составления проектной документации можно приступать к монтажу фундамента. Инструкция следующая:

1. Подготовка. В первую очередь подготавливается участок. Для этого требуется очистить его от растительности, мусора. Снять верхний плодородный слой почвы.
2. Копка. Ямы вырыть отдельно для каждого элемента. Либо подготовить траншею в виде одной линии, которая будет проходить по контуру будущего сооружения. Далее очистить дно, сделать его ровным, хорошо утрамбовать.
3. Подсыпка. Требуется при возведении сооружения на слабой почве, склонной к деформациям под воздействием массы фундамента и основного здания. В качестве уплотнения используется гравий и песок. Толщина должна быть указана в проектной документации. При этом песчаный и гравийный слои обязаны быть одинаковыми. В начале засыпать гравий. Его выравнять и утрамбовать. Затем насыпать песок. Его увлажнить, тщательно утрамбовать.

На дне вырытой траншеи разметить участки месторасположения плит с помощью обносочных досок и ленты. В месте пересечения осей поставить отвес. Он укажет на точку для монтажа опорного блока. Контуры шаблона плиты перенести на грунт. Отметки можно сделать веревкой и колышками. После проверить горизонтальный уровень подсыпки. Если есть перекосы, то выровнять подсыпку до идеального значения.

Монтаж блоков

1. Монтаж блоков. В каждом элементе есть специальные монтажные петли. Для быстрой их установки достаточно зацепить эти петли краном. Немного приподняв блок, следует убрать прилипший грунт. Далее переместить его на нужный участок. Затем происходит корректировка расположения плит. Если требуется, то повернуть или переместить ее в необходимом направлении. Затем установить ее на положенное место. Аналогичным способом следует разместить все элементы.
2. Армирование. Готовые стержни закрепить друг с другом сварочным аппаратом. Уложить арматуру во все элементы фундамента.
3. Обратная засыпка. Пустоты возле блоков засыпать землей, хорошо утрамбовать.

Гидроизоляция

Затем приступить к созданию гидроизоляционного слоя. Наносится он на внешнюю поверхность блоков.

Инструкция следующая:

1. поверхность блока очистить от грязи, выравнять ее цементной смесью;
2. после высыхания промазать битумом;
3. после затвердения битума монтировать рубероид, обработать стыки мастикой.

Если грунтовые воды расположены близко к основанию, то необходимо выполнить несколько гидроизоляционных слоев. Это не только исключит скорейшей разрушение конструкций под влиянием влаги, но и укрепит их в целом.

Установка колонн

Заключительный этап работ — установка колонн. Инструкция следующая:

1. Предварительно привезенной колонны разложить в удобном месте. Так спецтехника сможет с легкостью добраться до них, переместить на нужный участок.
2. Монтаж колонн представляет собой нанесение специальных рисок. После установки краном этих элементов важно оценить соосность основания и колонн. Она должна быть максимально точной, соответствовать всем требованиям. Иначе в скором времени произойдет смещение балок.
3. Далее монтировать фундаментные балки. Заново разметить и определить проектные показатели места размещения колонн. Затем удалить грязь с балок, закрепить их тросом и навесить над колонной.
4. Закрепить балки болтами, проверить соосность. Если все в порядке, то закрепить их в консоли колонны.

На закрепленные балки можно устанавливать бетонную стеновую панель.