Как укрепить колонну из кирпича

Обновлено: 17.05.2024

Безопасность и технические характеристики жилья достигаются за счет соблюдения установленных норм.

При возведении кирпичных стен, особенно наружных, принимающих на себя основную нагрузку, армирование помогает добиться дополнительного укрепления поверхности.

Для чего необходимо усиление конструкции, что для этого нужно, и как это происходит – читайте подробно в представленной статье.

Что это такое?

Чтобы предотвратить ошибки строительства, в виде трещин на стенах и их разрушения, при кладочных работах обязательно используют армирование – заливку раствором монтажной сетки или прутьев различного диаметра, а также дополнительное укрепление стен с помощью монтажных приспособлений.

Усиление особенно сильно выручает на конструкционных (несущих) стенах – его используют в качестве профилактики ошибок строительства, а также при выявленных нарушениях технологии кладки и разрушениях, вызванных определенными факторами:

Дополнительное укрепление стен помогает избежать растрескиваний на поверхности, и затрат, связанных с ремонтом и восстановлением поверхности.

Чаще всего дополнительное усиление требуется при нарушенной технологии процесса, например, когда торопятся со стройкой, и не дают фундаменту достаточно времени для того, чтобы он сделал усадку в течение года. Усиление необходимо также для построек, расположенных на пучинистых почвах, даже если на них обустроен монолитный фундамент.

Армирование способно снять большую нагрузку со стен, равномерно распределив ее по всему периметру конструкции, помочь при выполнении сложных кладок (например, арочных и столбов), устранить ошибки (если были использованы низкокачественные материалы), а также сделать стены неуязвимыми в сейсмоопасных регионах.

Для укрепления стен применяют прутья и проволоку из стали, индивидуальные металлические каркасы-анкеровки, а также различные крепежные элементы.

Металлические прутья имеют диаметр от 3 до 8 мм, а сеточная арматура бывает заводской или связанной самостоятельно (строительная проволока), с ячейками от 40 х 40 (мм) и выше. Арматуру и сетку можно укладывать в разных направлениях, через каждые 3-5 рядов. Она хорошо взаимодействует не только с кирпичной поверхностью, но и растворами, которые применяются для кладочных работ (чаще всего – песчано-цементный).

Современные производители в настоящее время выпускают кирпичную продукцию по новым технологиям, благодаря которой возводящаяся стена из кирпича не нуждается в армировке, несмотря на то, что строительные нормы обязывают ее выполнять.

Но большинство строителей советуют не пренебрегать технологией укрепления стен. Необходимости в ней нет тогда, когда стена, толщиной в половину кирпича, не превышает 3 м, и не подвержена большим нагрузкам, а также при очень толстом пироге стены и для небольших зданий.

Усиление и армирование показаны тем домам, которые возводятся на непрочных грунтах, для правильной усадки постройки, без склонности к разрушениям, а также, если в работе используется колотый кирпич.

Варианты укреплений

Армировка кирпичной кладки может быть внутренней и наружной, с использованием металлических приспособлений. Внутри она проводится с помощью сетки и металлических стержней, снаружи – с помощью анкеровочной или сеточной конструкции, соединяющей между собой швы при разрушенных частях стены.

При выборе наиболее подходящего вида укрепления, всегда учитываются:

предполагаемые нагрузки, которые будет выдерживать кирпичная стена;
последовательность кладочных работ и тип перевязки;
формирование промежутков между армированными изделиями, согласно проекту.

Расположение (вариант) укреплений бывает нескольких разновидностей:

Продольный. Считается самым распространенным способом. Подходит для внешних и внутренних работ, применяется в работах по упрочнению боковых нагрузок и изгибов. Использует любой вид армированного материала. Может пересекаться с вертикальными элементами арматуры.
Поперечный. Такой вид усиления кладки подходит не только для наружных стен, но и перегородочных, а также для формирования колонн. Крепления закладываются внутри стены, через каждые 3-4 слоя кирпича. Мастера чаще используют сетку, связанную самостоятельно (просечную или вытяжную).

Какой бы способ не выбрал строитель, любой из них позволит надежно закрепить конструкцию, сделает ее долговечной, и будет противодействовать появлению трещин.

Армированные крепления должны быть в хорошем состоянии, без следов коррозии. Желательно, чтобы они были выполнены проверенным производителем, способным предоставить гарантии на свои изделия.

Расходники и нужные инструменты

Для того, чтобы выполнить качественное укрепление в процессе кладки, необходимо подготовить расходный материал и инструмент. Строителю понадобятся:

Кирпичи нужного размера, сухая смесь для приготовления песчано-цементного раствора, емкость, лопата, бетономешалка или строительный миксер.
Армированные прутья определенного диаметра, монтажная сетка, проволока, анкеровочные приспособления из качественного металла, крепежные элементы (гвозди, саморезы, шурупы, болты и т.д.).
Обычный молоток и резиновый (киянка), строительный шнур, уголки металлические, колышки, швеллеры.
Шпателя, мастерки, шуруповерт, дрель, болгарка.
Рабочая одежда и обувь.

Если планируется использование армированной решетки, то ее можно купить в готовом виде, или при желании, связать специальным крючком самостоятельно, заранее разметив длину прутьев, и разрезав стержни для того, чтобы образовать с ними сетку в виде звеньев.

При сотрудничестве со строительными фирмами по договору, они сами предоставляют расходные материалы, согласно смете, прилагаемой к проекту, а инструментом строители обеспечены.

Как укрепить конструкцию?

Любой способ способен увеличить прочность здания за счет создания долговечной стены. Армирование начинают выполнять с самого первого слоя, не забывая про использование Г-образных прутьев для образования углов по периметру постройки.

Важное правило продольной и поперечной армировки – обустройство изделий по поверхности слоев кладки, с перевозкой швов, через каждые 3-4 слоя. Вертикальные прутья закрепляют с низа, в полкирпича от пола. В процессе работы армированную кладку осуществляют с помощью цементного раствора, при этом стараются, чтобы смесь полностью покрывала используемую сетку или прутья.

Технология армировки должна соответствовать нормативным правилам, и выполняется только после того, как окончены земляные работы, установлен фундамент, давший усадку в течение 1 года, выполнена гидроизоляция и водоотвод фундаментного основания, закуплены необходимые расходные материалы и инструмент.

Поперечное упрочнение

Сетка при данном способе накладывается на кирпичный слой. Ее можно закрепить или заменить прутьями нужной длины. Желательно использовать для одного строения одинаковый армирующий материал. После расположения армированных изделий в пустотелом кирпиче или по полнотелому, укладываемая поверхность промазывается цементным раствором, с толщиной не менее 1,5 см.

При данном способе допустимо одновременное использование сетки с разной формой звеньев (зигзагообразных, прямоугольных и квадратных) и стержней от 10 мм.

Через каждые 4-5 рядов накладывается армировка, заливается раствором цемента под наложенный сверху кирпич, который простукивается резиновой киянкой.

Продольное армирование

Здесь используют прутья, укладываемые снаружи или внутри стены, с диаметром, более 10 (до 150) мм. Внутреннее укрепление заключается в усиленном углублении низа стержней в основании кладки, в глубине шва, на поверхности между кирпичными изделиями.

В процессе монтажа определяется нагрузка на стену. В зависимости от этого, распределяется расстояние между прутьями. Заливка раствора проводится по такому же принципу, как и в поперечном.

Вертикальное

Рекомендуется рядная кладка правильной формы, с шириной шага около 100 мм и заглублением используемых приспособлений армировки на 20 мм.

Выбрать наиболее подходящий способ усиления стены возводящейся постройки мастер может сам. Главное – выполнять работы по представленным строительным нормативам.

Особенности

Для проведения кирпичных кладочных работ чаще всего используются качественные материалы, имеющие сертификат качества, маркировку и гарантии от производителя.

Технологии, применяемые при кладке, должны соответствовать нормам:

Особой армировке подлежат стены с толщиной в полкирпича – здесь достаточно использования немного внутренней строительной сетки.

Углы кирпичных стен необходимо укреплять более тщательно, так как от них распределяется несущая нагрузка на стены и задается ее направление. Для углов используются прутья, швеллеры, металлические уголки.

Основные нюансы, на которые стоит обратить внимание в процессе кладки – это:

Армировка с начала, а затем, через каждые 3-4 слоя кирпича.
Усиленное (двухслойное) укрепление в местах проема дверей и окон (перемычек).
Обязательное создание армопояса под кровлю.
Усиление мест с перепадом уровней.

При выполнении армирования необходимо соблюдать нормативы, и стараться не допускать в процессе хранения изделий порчи армированного материала. Кроме того, нужно знать о том, что в процессе кладки армировка должна быть полностью покрыта кладочным раствором, а толщина швов закрывать металлические стержни. При этом, края приспособлений не должны выходить за пределы кладки.

Опытные специалисты рекомендуют при вязке сетки использовать материал, который нужно крючком готовить самому, без выполнения сварочных работ.

Последствия отсутствия

Стена из кирпича без армирования прослужит недолго, особенно, когда у нее очень большая толщина.
Поверхность не сможет выполнять несущую нагрузку, и будет со временем разрушаться.
Без армировки может произойти геометрическая деформация постройки.

Поэтому укреплению уделяется такое повышенное внимание, несмотря на появление на строительном рынке кирпичей-новинок, не требующих кладочного закрепления. Особенно большое внимание стоит уделять проемам (двери, окна), где требуется усиленная армировка.

Также необходимо знать, что процесс усиления проводят равномерно по стене, так как строители не рекомендуют использование металлических приспособлений сверх нормы. Особые требования к раствору – он должен быть сделан из качественной марки цемента, желательно, М500 и выше.

Армированную сетку необходимо выбирать правильно, с одинаковой конфигурацией ячеек. Ее можно предварительно прокрасить, чтобы защитить от коррозии.

Заключение

Усиление и армирование кирпичной кладки считается необходимым условием при создании стойкой, крепкой, безопасной, безаварийной и долговечной конструкции. Кирпич не относится к дешевым материалам, поэтому армировка поможет строению простоять более 100 лет.

Правильно выполненное укрепление стены, по выбранному способу, должно соответствовать проекту. Армирование помогает равномерно распределять нагрузку на стены, и предотвращает негативные последствия, которые могут наступить без усиления кладки. Выполнение работ с армированным материалом лучше всего доверить профессионалам.

В некоторых случаях на поверхности кирпичных стен начинают появляться трещины разных размеров, от совсем небольших и малозаметных до серьезного «поражения». Чтобы избежать дальнейшего разрушения кладки, необходимо позаботиться об усилении кирпичных стен. Чем раньше будет проведена такая процедура, тем дольше здание простоит в итоге. Стоит заметить, что такие работы являются отнюдь не единичными, а носят комплексный и масштабный характер. Но прежде стоит прояснить, какие провоцирующие факторы вызывают разрушение здания.

Признаки, которые должны настораживать

Кирпич пользуется огромной популярностью не только среди профессиональных строителей, но и у домашних мастеров. Во все времена этот материал считался крепким и надежным, а сооружения получались долговечными. Тем не менее под влиянием разных факторов, включая банальную человеческую некомпетентность, даже он неспособен выдерживать оказываемые на него нагрузки.

При обнаружении признаков разрушения следует как можно скорее заняться усилением кирпичной кладки во избежание серьезных последствий. Поводом заняться ремонтом считают следующие признаки:

наличие на стене трещин;
расслоение рядов кладки;
выпадение цементного раствора из щелей;
отклонение поверхности стены от заданной вертикали, что визуально очень хорошо видно;
разрушение затронуло отдельно взятые элементы кладки.

Как правило, подобные признаки не только связаны со стеной, но их наличие указывает на проблемы всего здания в целом. Например, смещение кладки из кирпича явно свидетельствует о том, что нарушена структура фундамента вследствие превышения допустимой нагрузки на несущие части сооружения.

В связи с этим, до того как заниматься ремонтом стены, желательно получить консультацию у специалистов в области строительства. В крайнем случае обратиться к работникам местного ЖЭКа.

Разрушающие факторы

С основными симптомами мы ознакомились, но что может служить причиной такому страшному явлению? Основная причина, которая побуждает заниматься усилением кирпичной стены металлическими накладками (или иными способами) кроется в использовании при строительстве материалов заведомо низкого качества, включая цементный раствор. Помимо этого, провоцирующими факторами могут являться следующие причины:

ошибки на стадии проектирования дома;
неверный расчет фундамента;
строительство соседних объектов;
экономия на стройматериалах, в особенности связующих;
некачественная кирпичная кладка;
форс-мажор.

Что касается усиления кирпичной кладки стен, то данная операция может выполняться по разным технологиям.

Кому-то некоторые из них могут показаться инновационными. В то же время могут быть использованы и вполне традиционные способы.

Методы усиления кирпичной кладки

Данное мероприятие проводится с целью повысить прочность сооружения. И если ответственно подойти к технологии усиления кирпичных стен, то можно восстановить поверхность, у которой потеря прочности составляет до 50 %. А чтобы разрушения вовсе не происходило, необходимо соблюдать все нормы и правила еще на стадии строительства объекта.

При этом опорным элементам конструкций уделяется повышенное внимание, ведь если они утратят свою несущую способность, дом неизбежно начнет рушиться. Тем не менее если признаки разрушения уже видны, то следует немедленно принимать соответствующие меры.

Если проблема касается непосредственно самой стены, то для ее укрепления существуют разные способы. Среди них самая распространенная методика – это процедура инъектирования с использованием специальных обойм и композитных материалов. Рассмотрим, чем, собственно, можно усилить внешние стены, более подробно. Но для начала коснемся вопроса ремонта фундамента.

Укрепление основания

Если трещина в кирпичной стене дома наблюдается на всю ее высоту, то это явный признак разрыва фундамента. В этом случае возникает необходимость его укрепления, что желательно выполнить как можно скорее. Такая работа выполняется по следующему алгоритму:

Для начала напротив поврежденного участка необходимо выкопать траншею. При этом ее ширина должна быть идентичной размерам фундамента, но глубина ее должна быть немного большей.
Поврежденный участок основания подергается расшивке.
Далее эта зона просверливается, причем многократно, после чего ставятся анкеры с шагом 0,6 - 1 метр.
Данные крепежные изделия соединяются с использованием арматуры переплетением и сваркой.
Теперь остается сделать опалубку и залить усиливающее основание. Благодаря торчащим анкерам и арматурным прутьям создается связка со старым фундаментом.

После того как фундамент будет укреплен, самое время заняться тестированием проведенной работы. Для этого следует приклеить к стене бумажные ленты (можно на угол дома).

И если через некоторое время они по-прежнему на своем месте, не сдвинулись, значит, можно заняться стабилизацией кладки.

Усиление проема

Помимо усиления кирпичной кладки, нельзя обойти стороной и дверные проемы, ведь иногда они также могут быть повреждены. Это может быть вызвано разной необходимостью:

Деформация случиться может под влиянием разных факторов, которые мы уже затрагивали. В любом случае без усиления дверного проема проживание в таком доме небезопасно.
Перепланировка. Иногда приходится монтировать дополнительные оконные или дверные проемы. В этом случае без их усиления просто не обойтись.

Благодаря работам по усилению дверного проема не только улучшается внешний вид сооружения, но это позволит в дальнейшем безопасно использовать сооружение. Такая мера требует ответственного подхода и уж точно не потерпит халатности.

Усиление проема в кирпичной стене можно выполнять с использованием металлопрофиля П-образной формы (швеллера), уголков либо сразу обоих. При этом выбор того или иного способа будет зависеть от масштаба мероприятия и стены, которая будет укрепляться. Если речь идет о несущей поверхности, то ей стоит уделить повышенное внимание. В противном случае неизбежно обрушение.

Монтаж горизонтальной перемычки

Для начала необходимо сделать штробы под швеллеры, которые берут свое начало от шва между кладкой. При этом длина металлопрофиля подбирается исходя из высоты проема, деленной на 2, и прибавить 15 см. В ходе укладки стоит использовать бетонный раствор для придания монолитности укрепляющей конструкции. Зона опоры каждого швеллера должна составлять не менее 250 мм. Что касается глубины ниш, то она будет равна толщине металлопрофиля.

После того как штробы будут сделаны, следует заняться усилением стен на кирпичном доме тяжами. Для этого в крайние отверстия металлопрофиля (с двух сторон) вставляется длинное сверло и дрелью делаются сквозные отверстия по углам проема. После этого к оборотной стороне прикладывается другой швеллер, чтобы отверстия в нем и стене совпадали. Теперь остается соединить оба укрепляющих элемента анкерными болтами по заранее проделанным отверстиям.

Помимо этого, стоит оба металлопрофиля соединить поперечными пластинами при помощи сварки. Вот теперь вся нагрузка перекрытий и стены частично будет приниматься выполненной перекладиной.

Железобетонный пояс

Теперь коснемся вопроса, как можно выполнить усиление кладки с использованием стальной полосы. Это относительно бюджетный вариант по восстановлению несущих свойств элементов здания. На работу уходит не так много времени, однако присутствует один недостаток. Он заключается в повышении нагрузки на основание.

При этом необходимо учитывать такие параметры:

Толщина обоймы должна составлять от 40 до 120 мм.
Для поперечной арматуры берутся прутья А240/AI с шагом 150 мм (не более).
Для продольной арматуры – класс А240-А400/AI, AII, AIII.
Бетонная смесь должна быть не ниже класса 10.

Для создания железобетонной «рубашки» необходимо по всему периметру поставить арматурную сетку, закрепив ее на кладке фиксаторами. Эффективность подобного ремонта кирпичных стен, в свою очередь, будет определена разными факторами:

состоянием кладки;
прочностью бетона;
интенсивностью нагрузки;
процентом армирования.

Полученная конструкция будет воспринимать часть нагрузки на себя, освобождая при этом саму кладку (не полностью, конечно). Если планируемый слой обоймы не более 40 мм, то заливка проводится пневмобетоном с последующим застыванием.

В противном случае (до 120 мм) по периметру ставится инвентарная опалубка, причем по всей высоте укрепляемой поверхности. В то же время в ней следует оставить отверстия для инъекционных трубок. Теперь остается включить подачу бетонной смеси.

Особенности армирования

Восстановить прочность поврежденного участка можно не только с помощью стальных полос, но и посредством арматурной сетки или каркаса. Данный способ укрепления позволяет избежать появления мелких дефектов. Рассмотрим, как можно применить арматурную сетку. В процедуру включены следующие этапы:

Делаются отверстия для анкерного крепежа либо сквозных шпилек.
Проводится крепление арматурного каркаса с помощью выбранного фиксатора и сварки.
Поврежденный участок цементируется раствором марки М100 (или больше), после чего заливке следует дать высохнуть.
Площадь штукатурится цементно-песчаной смесью для улучшения физико-механических показателей. При этом толщина слоя не должна превышать 20-40 мм.
Для усиления углов стоит закрепить вспомогательные стержни диаметром 6 мм по высоте углов с шагом 250-300 мм.

Что касается установки сетки, то она может быть односторонней либо двусторонней. В первом случае в качестве фиксаторов применяются анкеры с диаметром от 6 до 8 мм, которые крепятся через каждые 500-800 мм. В ином случае потребуется крепеж толще (10-12 мм), шаг установки, соответственно, тоже будет большим – от 1000 до 1200 мм.

Опорные конструкции

В том случае, когда кирпичная кладка дома начала заваливаться (при этом теряя вертикальность), то выходом из сложившегося положения станет усиление кирпичных стен путем возведения опорной конструкции. Перпендикулярно кладке пристраивается одна опорная стенка или несколько в зависимости от конкретной ситуации.

Опорная конструкция может иметь разную форму (треугольник или трапеция). Что касается основания дополнительной укрепляющей конструкции, то оно должно соответствовать параметрам основного фундамента. При этом сами основания следует связать между собой анкерами.

Композитное укрепление

Это можно считать инновационным способом укрепления кирпичной кладки. На разрушающейся поверхности крепятся холсты, ленты, сетки, которые изготавливаются с применением высокопрочных материалов на основе стекловолокна либо углерода. В качестве клея используют эпоксидные либо цементные адгезионные составы.

Главная особенность композитных полотен заключается в том, что они во много раз легче и прочнее стали! Однако на территории Российской Федерации использование такого материала не так распространено, как в западных странах. Там такая технология уже давно в почете.

Суть и роль композитов в усилении кирпичных стен

Композитным материалом не просто проклеивается разрушенный участок – он окольцовывается. Таким образом, возникает необходимость штробить отверстия для углеволокна. После этого концы материала соединяются на внутренней стороне стены. Да, такая методика не так проста в реализации. К тому же без привлечения специального мощного строительного штробореза просто не обойтись. Это можно считать основным недостатком данного способа усиления кирпичной кладки.

Другой минус использования угле- или стекловолокна – это дороговизна материала. Вдобавок трудоемкость метода довольно велика. Тем не менее есть один существенный довод в пользу того, чтобы применить его на практике с целью долгосрочного восстановления разрушающейся кирпичной стены. При использовании углеволокна предельно допустимая нагрузка на сжатие увеличивается в 2-2,5 раза от норм, предусмотренных СНиПом.

Помимо этого, стоит отметить еще один не менее важный момент, который почему-то не принимается всерьез многими жителями, а между тем от этого никто не застрахован. Речь идет о сейсмоустойчивости. По этому параметру композитные материалы ничуть не уступают прочим способам усиления стен и скорее даже дадут им фору.

Проведение внутренних работ

При наличии сквозной щели усиление кирпичных стен необходимо проводить и с внутренней стороны помещения. Следует заняться очисткой трещины, после чего ее нужно расширить и смочить. Далее весь объем дефекта необходимо заполнить цементной смесью.

Если в этом будет необходимость (в случае риска расползания трещины), следует укрепить стену изнутри накладкой (металлическая лента), а то и не одной. Они крепятся на стене анкерами или дюбелями.

После того как основной фронт восстановительных работ будет завершен, стоит отштукатурить поверхность.

Заключение

Главная цель, которую преследуют работы по усилению кирпичной кладки, – это профилактика дальнейшей деформации стен. Здесь важно своевременно принимать меры, в противном случае часть здания со временем начнет проседать, а то и вовсе упадет.

В ремонтно-строительных работах технические операции с колоннами выполняются довольно часто. Связано это с большими нагрузками, которые ложатся на данный конструкционный элемент, изнашивая его структуру. Наиболее распространенной ремонтно-восстановительной операцией этого типа можно назвать усиление колонн, для которого используется широкий спектр методов.

В каких случаях требуется усиление ствола колонны?

Потребность в дополнительном укреплении строительных конструкций обычно возникает после образования дефектов. Колонна в основном применяется как несущий архитектурно-строительный элемент, поэтому для нее характерны разного рода повреждения. Наиболее часто встречаются следующие проблемы:

Трещины. Самая распространенная разновидность повреждений колонной конструкции, которая может иметь разные формы и проявления. Что касается причин, то деформационные трещины могут возникать в результате усадки здания, повышения нагрузок, коррозии арматуры в стволе, уменьшения прочности бетона и т. д.
Сколы. Не менее опасный дефект, образование которого может быть связано с механическими или огневыми воздействиями на конструкцию, а также с утратой изначальных свойств металлических несущих стержней.
Отслоения. Такого рода повреждения также возникают из-за огневых воздействий, коррозии арматуры и давления новообразований – ледяной корки или щелочей.
Шелушение. Как правило, является следствием контакта с агрессивными средами. Циклические процессы увлажнения/высыхания или замораживания/оттаивания обычно приводят к полному разрушению конструкции.

Факторы деформации структуры могут оказывать влияние на выбор тактики ремонтно-восстановительных мероприятий. Но чаще всего технологии усиления колонн подбираются на основе физико-эксплуатационных качеств и параметров ствола. Перед тем как приступить к обзору конкретных методов решения поставленной задачи, стоит ознакомиться с универсальными правилами организации работ.

Общие советы специалистов по ходу работ

В усиливающих технических операциях, которые выполняются применительно к несущим сооружениям и конструкциям, часто задействуются различные опоры, накладки и угловые элементы поддержки. Используя подобные приспособления, важно учитывать два правила:

Количество уровней или пластов укрепляющего бандажа не должно быть меньше трех. Поперечная обвязка и вовсе накладывается в четыре слоя.
Выдерживается нахлест порядка 20-30 см. Стыковые соединения, как правило, исключаются.

Если планируется использовать способы усиления колонн с обработкой поверхности ствола композитными средствами и полимерами, то изначально должны быть учтены следующие условия:

Влажность бетона должна составлять не менее 4%. Данный коэффициент проверяется влагомером.
Конденсат должен быть удален с поверхности колонны.
Перед непосредственной укладкой полимера на ствол наносится слой эпоксидной смолы.
Температура конструкции должна варьироваться в диапазоне +10. +45 °С. Это нормальный режим для работы с полимерными составами.

Независимо от применяемого способа усиления ствола колонны, следует произвести зачистку и обеспылевание поверхности. Она должна быть избавлена от загрязнений, жировых пятен, и цементного молочка. Подобные задачи решаются шлифовальным инструментом – ручным или машинным в зависимости от площади.

Технология усиления обоймой

Использование комбинированной обоймы для укрепления стволов колонн позволяет обеспечить стойкость конструкции, как перед динамическими, так и перед статическими нагрузками. Стандартным вариантом исполнения данного метода считается усиление колонн металлической обоймой, но специалисты рекомендуют изначально просчитывать дополнение каркаса железобетонными вставками с замкнутыми стальными хомутами.

Перед выполнением монтажных операций следует выполнить насечки в структуре ствола глубиной до 5 мм. Поверхность колонны также очищается от инородных частиц и защищается от коррозии. Основу каркаса обоймы составит конструкция из поперечных планок и продольных металлических уголков. Продольные компоненты усаживаются на цементно-песчаный раствор и зажимаются струбцинами. Далее по всей длине ствола к уголкам необходимо приварить точечной сваркой поперечные планки, выдерживая шаг порядка 50-60 см.

К преимуществам усиления колонн стальными обоймами можно отнести скорость монтажа и конструкционную гибкость схемы крепления. Сразу после завершения установки каркаса ствол будет готов к принятию расчетных нагрузок, а в дальнейшем при необходимости каркас можно будет модифицировать, внося дополнительные элементы крепежа. Но основную задачу укрепления обойма сможет выполнить только при условии плотного прилегания стяжек и планок с уголками к поверхности колонны. Качество же фиксации определяется гладкостью ствола и его геометрией.

Технология наращивания сечения

Типовая конструкция строительной колонны состоит из двух структурных частей – бетона и армирующих элементов. Если усиление колонн обоймами ориентируется на повышение жесткости несущего металлического скелета ствола наружным способом, то наращивание сечения ставит целью расширение площади несущей поверхности. Увеличивается основная бетонная масса, которая делает конструкцию стабильнее и долговечнее.

Данный метод используется в тех случаях, когда в принципе допускается возможность наращивания технической зоны в месте эксплуатации колонны. Оптимальным способом может стать одностороннее наращивание сечения – по ширине, длине или глубине конструкции. С технологической точки зрения, главная задача мастера будет заключаться в обеспечении достаточно прочной связи нового бетонного слоя со старым. Для этого используются методы усиления колонн металлическими обоймами. Но каркас в данном случае выполняет не функцию самостоятельного несущего элемента, а выступает в качестве вспомогательной армирующей обрешетки, которая и позволит связать два бетонных уровня. Монтируется та же продольная арматура с насечками и уголками. В идеале по возможности ее следует приваривать к основной арматуре в стволе металлическими коротышками. Затем выполняется непосредственное наращивание кладкой бетонного раствора.

Технология усиления композитными материалами

Сегодня во многих сферах строительства и производства металлические детали заменяются изделиями из композитов и углепластиковых волокон. Данный вариант усиления колонн выгоден тем, что при меньшей массе и размерах элемента позволяет обеспечивать те же функциональные задачи. Легкое углепластиковое волокно само по себе не перегружает колонну (особенно важно для конструкций ветхих памятников культуры), но проявляет стойкость к нагрузкам подобно стали. Более того, прочность некоторых композитов на растяжение в 4-5 раз выше, чем у железобетонной арматуры.

Техника усиления колонн в данном случае будет заключаться в приклеивании композитных или углепластиковых ламелей перпендикулярно к поверхности ствола. Обычно расчет делается на облегчение вертикальных нагрузок с акцентом на изгибающий момент. Для достижения такого эффекта усиления пластины наклеиваются вдоль линии действия момента нагрузки. Что касается клеевого состава, то могут применяться полимерные строительные смеси, которые также выполнят вспомогательные задачи наружного армирования структуры, влагозащиты и термостойкости – набор свойств клея будет зависеть от условий его применения. Среди достоинств этого метода выделяется отсутствие конструкционных изменений колонны, возможность декорирования ствола путем покраски ламелей и долговечность.

Усиление железобетонных колонн

Для архитектурных стволов этого типа рекомендуется использовать методы укрепления стальной рубашкой. Поскольку речь идет о массивной конструкции с большой массой, то и усиливающий каркас должен плотно входить в структуру колонны. В то же время и перегружать несущий ствол нежелательно, так как это обусловит более высокий эффект механической усталости не только для колонны, но и для нижнего перекрытия. Оптимальным будет применение стальной обоймы с уголками на цементно-песчаном растворе. Как и в классической схеме, усиление ж/б колонн выполняется с поперечными планками и переходными вставками, приваренными к внутренней арматуре ствола.

Перед сваркой важно учесть одну технологическую хитрость. Специалисты рекомендуют нагревать обойные планки до 100-120 °С, и только после этого приступать к соединению. Когда элемент остынет, его размеры станут меньше, что обеспечит положительный эффект преднапряжения. Также в усилении железобетонных конструкций будет не лишним задействовать дополнительные страховочные приспособления. Удобнее всего монтировать распорки, образованные двумя уголками-швеллерами. Они связываются планками и крепятся по принципу опор натяжными болтами.

Усиление нагретыми хомутами

Если колонны не испытывают больших расчетных нагрузок и не требуют капитального укрепления конструкции, то можно обойтись оптимизированной техникой устройства накладок из полосовой стали. Получаются своего рода обвязочные хомуты, которые монтируются по всей высоте ствола. В итоге экономится стройматериал с фурнитурой, а конструкция колонны остается нетронутой. Технологическая сложность такого решения заключается в предварительном нагреве металлических полос и корректном обжиме колонны. Теоретически хомуты могут использоваться в усилении ж/б колонн с круглым, прямоугольным и квадратным сечением. Но в каждом случае будет своя схема обжима, для которой подбирается и соответствующий способ захвата полос.

Заготовки для накладок нагревают в печном сооружении или горелкой примерно до 300 °С. Далее, используя специальный кондуктор или струбцины, необходимо плотно обжать хомутом ствол в ранее установленной зоне. Через некоторое время после обвязки хомут остынет, а металл в результате температурного сокращения еще плотнее прижмется к поверхности колонны. Опять же, в итоге получится не столько самостоятельный усиливающий каркас, сколько вспомогательное средство армирования.

Усиление металлических колонн

По сравнению с железобетонными стволами, полностью металлические конструкции исключают возможность монолитного наращивания структуры путем устройства каркаса или бетонной кладки. Поэтому чаще вводятся оттяжки, затяжки, распорки и преднапряженные устройства. Весьма практичным и функциональным считается вариант усиления стальной колонны путем расширения или упрочнения конструкционного башмака, примыкающего к перекрытию или фундаментной основы. На нижнем ярусе как раз допускается возможность создания бетонной стяжки, которая повысит вертикальную стабильность колонны.

Небольшие конструкции стволов рекомендуется усиливать посредством предварительно напряженных элементов. В этом качестве применяют инвентарные и телескопические шпренгели с жесткими распорками, параметры которых можно менять в зависимости от текущей нагрузки. К слову, подобное усиление ЖБ-колонн будет затруднено из-за недостаточной структурной жесткости, но металлические стволы позволяют использовать средства поддомкрачивания. То есть пользователь может менять высоту и положение конструкции, расклинивая и соединяя ее с хомутами.

В опорных участках для дополнительной страховки выполняют щели и пазовые выемки, а также монтируют ограничительные временные пластины с круговыми прорезями для армирования. После этого устанавливается арматурный прут, а приопорная зона бетонируется. Когда залитая стяжка наберет достаточно прочности, стержень арматуры напрягается анкерными метизами и болтами – их можно встраивать в отверстия со стороны нижних граней. Получается капитальный способ конструкционного усиления колонн, который используется только при технической возможности переустройства прилегающей площадки.

Усиление сжатых колонн

Внецентренно сжатые стволы укрепляются за счет комбинации технических средств, среди которых армирующие бандажи, профильные металлические уголки и поперечные планки. Комплексное усиление позволяет в данном случае обеспечить стесненное деформирование и взаимную работу элементов обвязки с перекрытиями. То есть моменты нагрузки не перераспределяются, а напрямую перекладываются с верхней бетонной конструкции на нижнюю.

Основу усиливающей системы формируют несколько поперечных бандажей, которые перемежаются с одиночными армирующими вставками из стали или углепластика. Но если усиление колонны железобетонной обоймой производится с добавкой песчано-цементного раствора, то бандаж с накладками рассчитывается только на метизные крепежи. В частности, тот же бетон заменяется анкеровкой продольными элементами через перекрытия. Главная сложность монтажа такой системы сводится к необходимости выдержки осевой симметрии при установке продольных элементов захвата и крепления.

Заключение

Характер применения того или иного метода усиления вертикальной архитектурной конструкции в значительной степени будет зависеть от характеристик сопряженных с нею частей сооружения. К примеру, усиление железобетонных колонн при больших нагрузках может предусматривать и установку металлического каркаса с бетонным расширением, и монтаж распорок. Но только в случае, если это позволяет выполнить нижнее перекрытие – ограничение может быть обусловлено превышением проектной нагрузочной массы. Особенно остро подобные ограничения становятся в ситуациях усиления групповых колонных композиций. Как правило, массивные и тяжеловесные каркасы и стяжки в таких случаях не допускаются, а перед разработчиками технического проекта становится задача детального расчета по устройству дополнительных связей путем интеграции жестких предварительно напряженных опор.

Колонна представляет собой вертикальную конструкцию, которая может изготавливаться из металла, дерева, бетона, иных материалов. Колонны могут выполнять декоративные функции, либо являться несущими конструкциями, т.е. выступают опорой для перекрытий, воспринимают нагрузки. Усиление колонн может потребоваться ввиду их износа или повреждений, либо для увеличения несущей способности.

Читайте в этом материале, какие варианты усиления конструкций может использовать проектировщик, по каким проектам проводятся указанные работы, как правильно рассчитать допустимые нагрузки.

Что такое несущие колонны и какие бывают

Колонны обычно возводятся в виде цилиндрических столбов, а их несущие характеристики сочетаются с декоративными функциями. Колонны могут располагаться по периметру помещения или здания, находится в центральной части больших площадей. Чаще всего такой элемент архитектуры применяется в общественных и торговых объектах, тогда как в жилых домах его можно встретить редко.

По основным материалам и свойствам несущие колонны подразделяются на следующие виды:

деревянные опоры (чащей всего встречаются в домах старой застройки, так как у дерева есть ограниченный ресурс нагрузок);
каменные, бетонные колонны – могут быть монолитными или сборными;
металлические, железобетонные – основную нагрузку в них воспринимают металлические элементы, стержни, арматура.

По внешнему виду колонны могут быть круглыми, квадратными и прямоугольными, что обусловлено декоративными свойствами или специальным способом усиления. Помимо обеспечения безопасности перекрытий, колонны могут устанавливаться как опоры для балконов, террас, лоджий, антресолей. Помимо характеристик основного материала для колонн, важное значение для их прочности имеет грамотное распределение нагрузок между всеми конструкциями здания или помещения, особенности установки на пол или фундамент.

Нормативные акты

Для усиления любых несущих конструкций проводится обследование здания, подготовка проекта и рабочей документации. Помимо общих сводов правил, ГОСТ и СНиП на разные типы объектов, для работы с несущими колоннами будут применяться:

СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции (скачать);
ГОСТ 18979-2014 Колонны железобетонные для многоэтажных зданий (скачать);
другие нормативные акты, соответствующие типу колонн.

Усиление несущих конструкций происходит в существующем здании. Поэтому нужно заказывать проект реконструкции, если колонны будут полностью или частично меняться, восстанавливаться, либо работы предусматривают изменение параметров здания. Также работы по усилению колонн могут потребоваться при капительном ремонте объекта, перепланировке здания или помещения.

Простым языком

Ремонт на колоннах с декоративными целями можно проводить вообще без проекта. Такие работы могут заключаться в окраске или восстановлении покрытия, т.е. без изменения несущих характеристик. Целью усиления несущих конструкций может являться:

восстановление после чрезвычайных ситуаций (пожары, землетрясения, иные катаклизмы);
выявление дефектов в ходе плановых или внеочередных осмотров, если есть угроза ухудшения несущей способности;
проведение реконструкций, в том числе возведение дополнительных этажей и надстроек (в этом случае нужно усиливать конструкции всего здания, так как вес вышерасположенных элементов многократно увеличивается);
изменение функциональных характеристик и назначения здания, что приведет к увеличению нагрузок на перекрытия;
изменение планировки здания и помещений, в результате чего колонна может воспринимать дополнительные нагрузки за счет демонтажа других конструкций.

Это далеко не полный перечень причин, по которым возможно усиление колонн или других конструкций. Нередко меры по усилению вызваны нормативным или фактическим износом, что позволит продлить срок полезной эксплуатации здания.

Комментарий специалиста. Самовольно проводить какие-либо работы на несущих конструкциях категорически запрещено. Такой ремонт изначально влечет угрозу для прочности и устойчивости здания, причинения вреда людям и имуществу. Исключение составляют только декоративные колонны, которые вообще не используются как опоры для покрытий или перераспределения нагрузок. Определить, является ли колонна несущим элементом здания, могут только профессиональные специалисты.

Усиление несущих колонн может предусматриваться проектами реконструкции, перепланировки, капитального ремонта.

Разрешены ли изменения несущих колонн и как получить разрешение на их усиление

Так как любые работы по изменению несущих конструкций могут повлиять на безопасность здания, разрешения и согласования нужно получать по следующим направлениям:

на любые виды работ требуется согласие собственников объекта;
если работы проводятся в рамках реконструкции, нужно пройти экспертизу проекта, получить разрешение на строительство через стройнадзор;
если усиление предусмотрено в рамках перепланировки в многоквартирных домах, на проект нужно получить согласование жилищной инспекции;
для перепланировки с усилением колонн в нежилых зданиях проект утверждает сам собственник.

При любых изменениях несущих конструкций и усилении колонн нужно проводить обследования, разрабатывать проектную документацию. Выполнение работ без согласований и разрешений влечет применение административных санкций. Кроме того, собственника могут обязать вернуть конструкции в исходное состояние, если в ходе работ было допущено ухудшением их характеристик.

Варианты и методы усиления несущих колонн

Выбор вариантов усилений несущих колонн зависит от характеристик основного материала, степени повреждений или увеличения нагрузок. Помимо усиления самих колонн, может потребоваться укрепление их основание, т.е. мест соединения с фундаментом или полом. К самым распространенным способам усиления несущей способности колонны относится:

увеличение сечения за счет наращивания арматуры по периметру колонны, устройства обойм и рубашек, заливки бетоном;
установка стальных обойм, которые скрепляются между собой металлическими планками (для повышения надежности может применяться механическое скрепление металла и бетона);
обжатие колонны обоймами из композитных материалов, специальных сеток;
установка дополнительных опор и балок, снимающих часть нагрузки с колонны;
возведение каркасов вокруг колонны, заливка бетоном;
замена отдельных элементов сборной колонны.

При выборе варианта усиления нужно учитывать, что работы могут привести к ухудшению внешнего вида колонны. Если конструкции находятся вне поля зрения посетителей и сотрудников, этот фактор неважен. Однако если колонна находится посреди основных площадей, дополнительно учитываются способы сохранения или улучшения внешнего вида.

Вариант усиления несущих колонн с применением армирования металлической сеткой.

Что обследуется в здании для проектирования усиления колонн

Для подготовки обоснованного проекта нужно обследовать здание, определить необходимость и целесообразность усиления, собрать исходные данные и расчеты для проектирования. От результатов обследования зависит выбор возможных решений для усиления, либо принятие решения о полной замене (восстановлении) колонн.

Изучение документации на здание и несущие конструкции

После подготовки технического задания и договора на проектирование, заказчик передает комплект документов на здание:

правоустанавливающие и кадастровые документы; БТИ;
эксплуатационную и техническую документацию на объект, его инженерные системы;
материалы по ранее проведенным проверкам, в том числе по линии стройнадзора и жилинспекции;
планы, схемы, чертежи, другие графические материалы.

По документам можно сделать вывод о нормативном износе конструкций, местах размещения колонн, перечне необходимых обследований.

Визуальный и инструментальный осмотр

Прежде чем выбирать способ усиления колонн, нужно оценить их фактическое состояние. Также обследуются другие несущие конструкции и элементы здания, которые будут задействованы в ремонтных работах, либо могут воспринимать дополнительные нагрузки. Специалисты проводят следующие проверки:

осматривают колонны, перекрытия, полы, стены и фундаменты на предмет повреждений, трещин, прогибов, иных дефектов;
изучаются места соединения колонн с верхними и нижними перекрытиями, прочность оснований;
проводится инструментальное обследование, сканирование ультразвуком, металлодетекторами, иным оборудованием;
определяется возможность использовать колонны для эксплуатации с повышенными нагрузками, собираются данные для расчета и обоснования усилений.

По ходу обследований составляются акты, дефектные ведомости, делаются фототаблицы, схемы и чертежи. Эти сведения понадобятся для проектирования восстановительных работ, расчета новых нагрузок.

Усиление несущих колонн путем наращивания верхнего и нижнего оснований.

Подготовка расчетов

Чтобы правильно выбрать и обосновать конструктивные решения по усилению колонн, нужно рассчитать новые нагрузки. Для этого изучается основной объем запланированных работ (например, возведение новых этажей или конструкций), оценивается возможность перераспределить часть нагрузки на другие элементы здания. При подготовке расчетов определяются меры усиления, достаточные для безопасной эксплуатации с повышенными нагрузками и без ухудшения несущих свойств.

Комментарий специалиста. Вам не нужно самостоятельно проводить обследования и делать необходимые расчета. Заключив договор с компанией Смарт Вэй, вы получите полный комплекс услуг, от анализа документов до оформления готового проекта. Мы обеспечим соблюдение норм безопасности, поможем пройти необходимые согласования.

Документы и расчеты по итогам обследований

После завершения обследований в проектную организацию передаются документы и расчеты. Результаты осмотров и обследований оформляются в виде:

технических отчетов и заключений;
дефектных ведомостей, актов, протоколов;
расчетов допустимых нагрузок, рекомендации по местам и вариантам усиления.

Если проводилось лабораторное исследование состояния материалов, оформляются экспертные заключения и протоколы. Документы. которые будут использованы при проектировании, проверяются на стадии экспертизы и согласований.

Проектирование усиления несущих колонн

Содержание разделов проекта зависит от вида предстоящих работ (реконструкция, перепланировка, капитальный ремонт). Проектирование проходит по следующим этапам:

изучаются исходные данные и документы, результаты обследования и расчеты;
выбираются конструктивные и планировочные решения для усиления колонн, иных конструкций здания;
выбираются стройматериалы для проведения работ, определяются их характеристики;
заполняются разделы проекта с описанием и обоснованием по каждому решению;
составляются сметы и расчеты, проект организации строительства;
оформляются графические материалы – схемы, чертежи, планы.

При необходимости будет построена информационная модель здания, сделана визуализация. Это позволяет быстро и эффективно оценить результаты выбранных решений до проведения строительных работ. После завершения работы проект утверждается заказчиком, передается для дальнейших согласований.

Комментарий специалиста. Если усиление несущих колонн предусмотрено проектом реконструкции, при проведении работ будет осуществляться текущий строительный надзор. Поэтому по каждому факту отступления от проекта и рабочей документации могут выноситься предписания об устранении нарушений. От точного и своевременно устранения нарушений зависит не только безопасность здания, но и возможность его ввода в эксплуатацию после реконструкции.

Вариант усиления колонн с применением углеводородных пластических материалов.

Как правильно составить ТЗ на проектирование для усиления несущих колонн

Техническое задание отдельно на усиление несущих колонн обычно не оформляется, так как это требуется только при выявлении повреждений и дефектов. Обычно усиление колонн требуется при проведении других работ, связанных с увеличением нагрузок. 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 надежную компанию для проектирования

Проектированием решений для усиления несущих колонн должны заниматься профессионалы. Проектная организация должна состоять в СРО, иметь в своем штате архитекторов, инженеров, техников, иных профильных специалистов. Так как разработка усилений несущих колонн входит в единый цикл проектирования, компания должна располагать собственным оборудованием, специальным программным обеспечением. Нужно 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.

Сроки и стоимость проектирования

Процесс разработки усиления несущих колонн 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.

Проблемы и сложности при проектировании усиления несущих колонн

Основные проблемы при разработке усилений несущих колонн связаны с их изношенным, поврежденным или иным ненадлежащим состоянием. Вместо усиления может потребоваться полная замена колонн и их оснований, что возможно только в рамках реконструкции. Также при проектировании могут возникнуть следующие проблемы:

большое количество несущих колонн, перекрытий и стен, которые будут задействованы при проведении работ, что значительно усложняет работу проектировщиков;
необходимость провести усиление отдельных колонн для части здания;
ветхое состояние других конструкций (например, стен и балок, на которые опирается перекрытие);
необходимость предусмотреть усиление несущих колонн на нижних этажах, чтобы перераспределить нагрузку всего здания.

Специалисты компании Смарт Вэй выберут оптимальные и эффективные решения для усиления несущих колонн. Это сэкономит ваше время и деньги, устранит проблемы при согласованиях и разрешениях.

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.

Кейсы нашей работы по проектированию усилений несущих колонн

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

Кейс 1. Специалисты компании Смарт Вэй разработали проект усиления несущих колонн в торговом центре. В ходе работ был полностью сохранен дизайн мест общего пользования.

Кейс 2. Несущие колонны могут быть и в жилых помещениях. Ниже приведен пример усиления колонн, выполненный по проекту перепланировки. Уникальный внешний вид квартиры был сохранен практически в неизменном виде.

Калькулятор стоимости проектирования

Выводы

Заказать проектирование любой сложности для усиления несущих колонн можно в компании Смарт Вэй. Подробнее об условиях сотрудничества можно узнать на бесплатной консультации по телефону.

Читайте также: