Технологии каркасно-монолитного строительства, плюсы и минусы

Принцип возведения монолитно-каркасных сооружений заключается в создании железобетонной конструкции, состоящей из колонн, опирающихся на несущий фундамент, и горизонтальных плит перекрытий, связывающих все вертикальные опоры в единый прочный остов здания. После возведения каркасной системы наружные стены и внутренние перегородки можно сделать практически из любых материалов, способных удержать тепло внутри здания и противостоять негативным воздействиям внешней среды.

Основное понятие каркастно-монолитной технологии

Как уже можно понять из термина, несущей основой будущего здания, возводимого по этой технологии, будет монолитный каркас. Состоит он из железобетонных колонн и перекрытий, залитых единым цельным элементом.  Наружные и внутренние стены могут быть выполнены из любых материалов: кирпича, различных блоком, панелей и тд.

Далее производятся наружные и внутренние отделочные работы, для которых можно применять любые материалы.

Достоинства и недостатки

Возведение зданий с применением каркасного метода широко используется строителями по всему миру благодаря возможности:

  • быстрой и менее дорогой реализации любого проекта;
  • непрерывного выполнения строительных работ, исключающего технологические простои;
  • повысить надежность и увеличить долговечность построенных зданий;
  • уменьшения расходов на возведение наружных стен и внутренних перегородок;
  • выполнения любой перепланировки помещений, так как стены не являются несущими элементами;
  • производства строительных работ в любое время года;
  • снизить транспортные расходы по доставке строительных материалов на объект.

В числе значимых недостатков специалисты отмечают необходимость утепления внешней стороны колонн и торцов плит перекрытия для ликвидации мостиков перехода холода при отрицательной температуре наружного воздуха. Кроме этого следует сказать о достаточно сложной технологии сборки опалубочной конструкции.

Этапы возведения каркасно-монолитных конструкций

Соединение всех элементов несущей конструкции между собой обеспечено единым арматурным каркасом внутри железобетонного монолита. В ходе монтажа по монолитно каркасной технологии образуется жесткая система, не имеющая шарнирных или условно подвижных соединительных узлов. Однако такой способ строительства требует сложной расчетной части проекта с обеспечение специальных технологических приемов, уменьшающих возможные риски деформационных изменений при усадке и тепловых расширениях.

Качество строительства во многом зависит от фундамента

Единая работа всех несущих элементов каркаса и отсутствие напряжений при возникновении смещений, обеспечивается надежностью фундаментного основания. В зависимости от типа грунтов, этажности здания, общего веса строительных материалов, снегового покрова, внутренней обстановки помещений и других факторов в качестве несущей основы выбирают ленточную, свайную или плитную конструкцию.

Монолитно каркасная технология возведения небольших объектов индивидуального строительства без подвалов и технического подполья, на устойчивых плотных грунтах с глубоким залеганием грунтовых вод, может применяться на ленточных фундаментах небольшого заглубления. При необходимости устройства подвальных помещений приходится строить классический вариант основания из фундаментных блоков или заливать железобетонный монолит с опорой на грунт ниже нормативной точки промерзания.

Плитные конструкции применяют для малоэтажных зданий на пучинистых и неустойчивых почвах при высоком уровне грунтовых вод. В случае смещения основания происходит одновременная подвижка всего плитного блока. В результате перекосы и возможные напряжения в элементах каркаса полностью отсутствуют.

Фундаменты свайного типа являются самыми надежными для каркасно монолитного строительства, поскольку опираются на твердые глубинные слои грунта. Для равномерного распределения весовых нагрузок на фундамент необходимо обязательное устройство ленточного железобетонного ростверка, который объединит все свайные опоры в единую несущую конструкцию.

Важно! Расчет фундамента под каркасно-монолитное здание должен выполнять специалист. Принятие самостоятельных неквалифицированных решений недопустимо.

Монтаж колонн и перекрытий

Установка опалубки колонн

После готовности фундаментного основания, приступают к возведению монолитного каркаса. Основной несущей конструкцией является система вертикальных колонн, связанных между собой горизонтальными плитами перекрытий и перемычками. При этом каждый элемент системы состоит из стального арматурного каркаса, залитого бетонной смесью. Для ускорения процесса возведения здания и применения единой технологии на всех этапах строительства многие компании и индивидуальные застройщики и стены делают в виде бетонных монолитных конструкций, уменьшая при этом металлоемкость арматурного каркаса.

Установка опалубки перекрытий

При монтаже перекрытий на пол нижнего этажа или подвала устанавливают вертикальные опорные стойки. На них сверху укладывают опалубочные щиты, соединяя их друг с другом без щелей и зазоров. Для обеспечения полной герметичности палубы поверхность можно накрыть полиэтиленовой пленкой. При укладке собранного арматурного каркаса его пруты обязательно соединяют с выступающими из нижних колонн стальными стержнями. Заливка бетонной смеси производится за один раз бесперерывно.

Виды опалубки для заливки бетона

Монолитно каркасная технология предусматривает применение в качестве основной монтажной оснастки штатной съемной опалубки многоразового использования. В классическом варианте ее ограждающие элементы представляет собой прямоугольные щиты из ламинированной влагостойкой фанеры, закрепленной на металлических рамах из профильных труб.

Для плотного и надежного соединения щитов между собой используют специальные замки клинового и зажимного типа. Устойчивость собранной щитовой панели обеспечивается установкой боковых откосов и упоров. Обеспечение точных монтажных расстояний между противоположными палубными поверхностями осуществляется при помощи специальных стяжных винтов. Для сборки опалубки перекрытий устанавливают вертикальные раздвижные стойки изменяемой высоты с возможностью жесткой фиксации необходимого размера.

Средний вес 1м3 бетонной смеси в среднем равен 1900 кг. Поэтому опалубочная конструкция должна быть максимально прочной, устойчивой и способной выдерживать подобные весовые нагрузки. Наличие не плотных стыков и щелей более 2 мм не допускается. Утечка влаги из заливаемого бетона увеличит время гидратации цемента и приведет к снижению качества материала монолитной конструкции.

Для монтажа фундаментов и наружных стен из железобетона в последние годы все чаще применяют несъемную опалубку из пенополистирольных плит. Их устанавливают по наружной поверхности, и изнутри ставят обычные съемные опалубочные щиты. После затвердения смеси щитовые элементы снимают, а наружный слой пенополистирола оставляют на месте. При эксплуатации он служит эффективным утеплителем и хорошо защищает бетонную поверхность от воздействия влаги.

Расчет расхода арматуры и требования к ее установке

Опыт практических наработок в строительстве показывает, что средняя металлоемкость конструкций при монолитно каркасной технологии строительства составляет 25 кг на кубометр заливаемой бетонной смеси. Диаметр прутов и конфигурация их расположения определяются на основании специального инженерного расчета. Но в любом случае сечение продольных струн не должно быть менее 10 мм, а поперечных соединений 8 мм. Поперечные вставки служат элементами жесткости и фиксаторами положения продольных прутов. Расстояние между ними не должно быть более 250 мм. Более подробно о правильном армировании можно почитать здесь.

При установке арматурного каркаса внутри опалубки необходимо строго выдерживать нормативные расстояния от ограждающего щита до арматуры. Поверхностный слой бетона защитит металл от воздействия влаги, предотвратит коррозию и возможное разрушение строительной конструкции.

Соединение армирующих элементов между собой осуществляется с помощью мягкой вязальной проволоки или электросваркой. Однако следует заметить, что резкий нагрев металла от воздействия электрической дуги приводит к изменению его механических и физических свойств, обычно не в лучшую сторону. Поэтому сварку применяют только в случаях невозможности выполнения холодной вязки.

Для возможной сборки всех армирующих элементов в единую конструкцию обеспечивается выполнение следующих условий:

  • при заливке фундамента над его поверхностью оставляют выступающие на 250-300 мм вертикальные пруты, к которым потом присоединяются армирующие стержни колонн, подробнее о армировании фундамента можно почитать здесь;
  • армирующий пояс перекрытий делается таким образом, чтобы внутри колонн не было стыковых горизонтальных соединений;
  • связка собранного арматурного каркаса с выступающими из строительной конструкции прутами выполняется до установки опалубочного щита, который перекрывает место сборки.

От надежности соединения всех арматурных каркасов в единую конструкцию зависит прочность и устойчивость здания в целом.

Укладка бетонной смеси

Каркасно монолитное строительство предполагает применение тяжелых марок бетона не ниже М300. Наиболее оптимальным материалом, обеспечивающим небольшой запас прочности является бетонная смесь М400, которую и применяют наиболее часто. Можно использовать и другие по прочности марки, в зависимости от этажности здания или других факторов.

Для обеспечения гарантии качества бетона и соблюдения необходимой марки, лучше всего заказать материал на условиях централизованных поставок с завода строительных материалов. Кроме того, наличие бетононасоса на автомобильном миксере значительно облегчит подачу тяжелого материала через верх установленной опалубки.

Заливка бетона в опалубку производится слоями по 50-70 см с обязательным вибрационным уплотнением на каждом этапе. Монтаж каждого монолитного элемента должен производиться непрерывно за один раз. Остановки работ, приводящие к подсыханию поверхности, не допускаются, так как приводят к снижению качества конструкции и нарушению единства монолита. Поэтому каждая колонная возводится полностью на высоту этажа только при условии непрерывного производства работ. Точно так же заливаются плиты перекрытия. Более подробная статья на эту тему здесь.

Как происходит заливка бетона с помощью насосной станции

Принцип возведения монолитно-каркасных сооружений заключается в создании железобетонной конструкции, состоящей из колонн, опирающихся на несущий фундамент, и горизонтальных плит перекрытий, связывающих все вертикальные опоры в единый прочный остов здания. После возведения каркасной системы наружные стены и внутренние перегородки можно сделать практически из любых материалов, способных удержать тепло внутри здания и противостоять негативным воздействиям внешней среды.

Соединение всех элементов несущей конструкции между собой обеспечено единым арматурным каркасом внутри железобетонного монолита. В ходе монтажа по монолитно каркасной технологии образуется жесткая система, не имеющая шарнирных или условно подвижных соединительных узлов. Однако такой способ строительства требует сложной расчетной части проекта с обеспечение специальных технологических приемов, уменьшающих возможные риски деформационных изменений при усадке и тепловых расширениях.

Подробный видео обзор технологии