Изготовление бетонных колонн своими руками: подготовка, заливка, демонтаж

• 1 Назначение
• 2 Виды
• 3 Особенности установки
• 4 Этапы строительства
• 5 Подготовка инструментов и материалов
• 6 Установка опалубки
• 7 Армирование
• 8 Бетонирование
• 9 Демонтаж опалубки
• 10 Вывод

Колонны из бетона представляют собой несущие конструкции, обеспечивающие зданиям вертикальную жесткость. По типу колонна бывает монолитная и металлическая, выбор которой зависит от требуемой несущей способности. Предназначение колонн – это служить опорой для верхних этажей, балконов, террас и других элементов построек. Бетонные колонны возможно изготовить своими руками, это могут быть обычные элементы из квадратной трубы или более оригинальные красивые конструкции, которые способны придать изюминку внешнему виду зданий.

Виды

Бетонным колоннам присущи следующие виды:

• квадратные;
• круглые;
• прямоугольные.

При работе с бетонной колонной различных видов выделяют следующие типы производственной технологии:

• Сборные опоры представляют собой изготовленные на заводах конструкции, которые транспортируются на место работы, где происходит их установка. В сборных колоннах есть следующие преимущества: относительно низкая цена, скорость монтажа, быстрота высыхания раствора.
• Монолитные. Заливка в формы осуществляется на строительном объекте. При работе с монолитными колоннами выделяют следующие преимущества: возможность следить за качеством укладки бетонного раствора, отсутствие протекания смеси. Из недостатков наблюдают: долгое время на изготовление, выжидание застывания смеси в форме.

Вернуться к оглавлению

Зачем армировать колонны?

Арматурный каркас увеличивает такие показатели бетонной колонны, как:

• Прочность.
• Сейсмостойкость.
• Устойчивость к появлению трещин.
• Долговечность.

На сколько, сильно увеличатся данные показатели, зависит от диаметра используемой арматуры и марки бетона. Так же армирование даёт возможность заливать колонны не только с простой формой поперечного сечения – квадратной и прямоугольной. Но и более сложной – двутавровой и круглой (сплошной и полой).

Особенности установки

Необходимо помнить о соблюдении правил установки.
Квадратные опоры устанавливают по краям углов зданий и сооружений, крепят анкерами к потолку и основанию конструкции. Однако стоит обратить внимание, что установка своими руками квадратной трубы имеет трудоемкий и сложный процесс, поэтому опытные строители не рекомендуют заниматься монтажом такого вида колонн собственноручно. Опорные конструкции могут быть в виде кирпичной стены небольшой площади. На крыльцах или веранде устанавливают опоры из дерева или бревна.

При монтаже опорного элемента в бетонное основание, сначала крепят анкерами стальные стаканы, а потом устанавливают опору и бетонируют. Большое значение в строительстве домов играют опорные конструкции, размещенные в центре сооружения. В этом случае применяются колонные опоры с расчетным сечением металлической арматуры и с последующей заливкой бетонным раствором и установкой опалубки.

Бетонирование колонных элементов своими руками является важным мероприятием, которое следует выполнять с ответственностью и имея определенный багаж знаний и навыков по производству работ. Бетонирование в формы осуществляют беспрерывно, соблюдая горизонтальность положения, что поможет избежать образования промежуточных стыков холодка и убережет конструкцию от разрушения.

Вернуться к оглавлению

Назначение бетонных колонн

Элемент берет на себя и передает на фундамент нагрузку от вышестоящих конструкционных частей. Столбы из железобетона становятся опорой этажей, связывая конструкцию между основанием и потолочной поверхностью. Столб поддерживает разнообразные террасы, балконы, крыльцо, перекрытия, давая возможность реализовать любую дизайнерскую задумку и значительно увеличивая срок эксплуатации всего здания.

Если речь идет о декоративном оформлении, то в таком случае бетонирование колонн выступает средством украшения фасада и интерьера. Часто их выполняют с подколонниками, консолями, капителями, украшают лепниной, оригинальными узорами, различными видами обработки материала.

Этапы строительства

Строительство бетонных опор состоит из следующих этапов:

• перед началом работ подготавливают нужные инструменты и материалы;
• очищают поверхность от строительного мусора;
• приступают к монтажу опалубки;
• проводят работы по армированию;
• далее следует залить бетонный раствор и после его высыхания провести демонтаж опалубки.

Бетонная смесь должна иметь пластичную консистенцию и после застывания быть прочной. На прочность конструкции влияют составляющие бетонного раствора и технические характеристики арматуры, которая должна иметь следующие свойства:

• прочность;
• легкость сваривания;
• малую возможность образования на изделии коррозии;
• хорошую адгезию.

Вернуться к оглавлению

Способы монтажа

Типы крепления колонны к фундаменту могут иметь различные конструктивные решения. В частности, в разных ситуациях, используют 2 типа соединения:

1. Жесткий. Обеспечивает плотную связь элемента с основой. Элемент в точке опоры не имеет возможности сдвинуться или повернуться (как, например, при заделке железобетонной колонны в глубокий стакан фундамента).
2. Шарнирный. При шарнирном креплении элементы обладают достаточной степенью свободы, чтобы повернуться или переместиться относительно основы под действием внешней силы (крепление на двух болтах). Рассмотрим, в каких случаях выбирают шарнирные, а в каких – жесткие соединения.

Шарнирное

Варианты крепления:

• Узел крепления состоит из опорной плиты, на которую установлен фрезерованный торец колонны. Закладная пластина заранее установлена в бетонный фундамент.
  Данный тип крепления применяют для крепления стоек фахверка, при строительстве небольших одноэтажных зданий, там, где применяются центрально-сжатые колонны (продольная сила прикладывается по оси колонны, равномерно распределяясь по сечению).
• Опорная плита, на которую смонтирована колонна, укреплена на фундаменте при помощи анкерных болтов. Дополнительно, колонна укреплена к каркасу здания.
  Последним этапом крепления залит бетон. Данный тип крепления используют для центрально-сжатых колонн.
• Опорная плита укреплена к основанию фундамента двумя анкерными болтами. Колонна смонтирована на металлическую пластину и дополнительно укреплена к каркасу.
  Это увеличивает степень устойчивости. Последним этапом залит бетон до проектной отметки.

Жесткое

Варианты крепления:

• Опорная плита крепится к фундаменту четырьмя анкерными болтами. Такая конструкция может применяться для монтажа основных колонн зданий, поскольку болты надежно удерживают колонну в фиксированном положении.
  Подливка бетоном используется как заключительный этап установки для повышения прочности. Данный тип креплений подходит для сжато-изгибаемых колонн (работающих на сжатие с изгибом).
• Опорная плита крепится к фундаменту анкерными болтами. Дополнительно установлены ребра жесткости, регулирующие толщину опорной плиты.
  Данный тип соединений обладает большой надежностью, поэтому может использоваться для несущих конструкций здания. Тип колонн – сжато-изгибаемый.
• Соединение с траверсой (вертикальные стальные листы для равномерной передачи нагрузки), жестко скрепленное четырьмя болтами. Используется для основных колонн, эстакад, опор.
  Узел крепления такого типа воспринимает и изгибающий момент, и силу поперечного направления. Подходит для сжато-изгибаемых колонн.
• Опорная плита усиливается ребрами жесткости и крепится к фундаменту анкерными болтами. Узел крепления используется для монтажа основных колон, стоек, эстакад.
  Очень надежный тип крепления: легко выдерживает изгибающий момент и поперечную силу любой мощности. Подходит для сжато-изгибаемых колонн.

Подготовка инструментов и материалов

Для качественной заливки опорной конструкции бетонным раствором понадобятся следующие инструменты, оборудования и материалы:

• бетононасос;
• прямоугольный уголок;
• молоток;
• строительный уровень;
• проволока из металла;
• деревянные распорки;
• армированная сетка;
• шуруповерт;
• гвозди и шурупы;
• широкие доски;
• вибраторы;
• прибор для перемешивания бетонной массы;
• рулетка;
• стальной прут;
• анкера;
• вода;
• цемент;
• песок;
• известь.

Вернуться к оглавлению

Установка опалубки

Крепят опалубку, соблюдая прочность и надежность конструкции. Установка формы происходит с четырех сторон опоры с помощью распорок из дерева. Если колонна высокая – опалубку крепят с трех сторон, а четвертая сторона наращивается при заливке бетоном. Монтируя форму, соблюдают ровность сооружения, которую проверяют строительным уровнем. Выравненную опалубку крепят шурупами, с помощью которых держится смесь бетона внутри изделия. Далее проверяют прямоугольным уголком соответствие углов.

Вернуться к оглавлению

Опалубка из досок и брусьев

Колонна из бетона своими руками в сфере коттеджного строительства чаще всего сооружается с помощью опалубки из фанеры, брусьев и досок. Особенность материала позволяет создавать колонны квадратного, прямоугольного, реже – многоугольного сечения. При этом следует соблюдать следующие правила.

Щиты деревянной опалубки подпирают откосами

1. Толщина используемых досок не должна быть меньшей 20 мм. Минимальная толщина плит OSB и фанеры – 16 мм.
2. Зная размеры колонны, собираются щиты, которые затем соединяются в единую конструкцию. Щиты укрепляют диагональными брусьями.
3. Соединения щитов выполняются саморезами.
4. Внутренние стенки деревянной опалубки укрывают гидроизоляцией (рубероид, полиэтилен).
5. Опалубку демонтируют после полного отвердевания бетона.

Этапы монтажа опалубки из деревянных щитов

Армирование

Устанавливая колонну, применяют вертикальные арматуры, диаметр которых около 1,2 сантиметра и больше. Состоит вертикальная арматура из четырех стержней, которые располагаются по углам формы квадрата. Для облегчения монтажа арматуры, высота которой больше трех метров, оборудуют настилы с шагом в два метра.

Каркас опор собирается различными методами. Имея небольшие размеры, вес и объем опорной конструкции, каркас монтируют в будущую форму опалубки, выполняя работы своими руками методом кантования готового каркаса. При большом весе арматуры, ее основание собирают предварительно и связывают прутья уже на месте работы, где и устанавливают отдельные стержни. Размещая готовую конструкцию, применяют разнообразные доски и подпорки. Крепление друг с другом стержней арматуры происходит металлической проволокой, придерживаясь расстояния около сорока сантиметров.

Вернуться к оглавлению

Особенности устройства монолитных колонн

До того, как приступать к производству железобетонных опор, необходимо подготовить ровную площадку, позаботиться об инструментах и материалах, все разметить и рассчитать, потом выполнить все строительные работы. Требования к бетонному раствору просты – смесь должна быть пластичной и достаточно прочной.

Форма и сечение бетонных колонн, диаметр металлических стержней, марка бетона зависят от объемов воздействующей на элемент нагрузки (с учетом собственного веса опоры), климатических особенностей региона, этажности здания, назначения объекта.

В строительстве личного здания обычно квадратные опоры устанавливают там, где нужно забрать нагрузку перекрытий и передать ее фундаменту.

Создание монолитных колонн:

• Конструирование опалубки
• Монтаж металлического каркаса
• Заливка колонн бетоном, обеспечение нормальных условий для его высыхания
• Демонтаж опалубки после того, как бетонный раствор полностью высох и набрал прочность

Подготовка инструментов и материалов

Для качественного выполнения каждого из этапов работ по изготовлению колонн из бетона необходимо приготовить такие инструменты и приспособления: бетононасос, молоток, строительный уровень, прямоугольный уголок, деревянные распорки, шуруповерт, вибраторы, бетономешалка, рулетка.

Материалы: металлическая проволока, армированная сетка или металлические прутья, шурупы и гвозди, широкие доски, стальной прут, анкера, цемент, вода, известь, песок.

Бетонную смесь на объект поставляют в сухом виде либо готовят по рецепту: часть цемента, по две части гравия, щебня, песка, вода (в достаточном количестве, чтобы получить однородную пластичную смесь).

Установка опалубки

Опалубку сооружают с четырех сторон опоры, с нужными внутренними размерами. Для работ подходят доски, влагостойкая фанера. Щиты выравнивают вертикально по уровню, крепят шурупами или подкосами и деревянными распорками. Подкосы желательно заякорить опорными блоками в двух направлениях, что позволит не допустить сдвига. Уголком проверяют ровность прямых углов.

Если предполагается сооружать высокую бетонную колонну, опалубку выполняют и монтируют с трех сторон, а четвертую наращивают в процессе заливки раствора.

Многие производители предлагают купить уже готовые конструкции, сделанные из пластика, дерева, металла. Металлические обычно многоразовые, быстро и легко собираются/разбираются, гарантируют правильную геометрию. Деревянные делают из брусков и досок, но из них может быть выполнена лишь квадратная, прямоугольная форма. Круглые формы выполняют из пластика. Одноразовые создаются из картона, их форма может быть только цилиндрической.

Армирование

Для установки колонны из бетона используют вертикальную арматуру с диаметром от 12 миллиметров. Обычно это четыре или шесть стержней, расположенных в углах квадрата или прямоугольника. Если высота арматуры составляет более 3 метров, создают настилы шагов в 2 метра.

Каркас из арматуры собирают различными способами. Если создается квадратная монолитная бетонная колонна с небольшим весом и объемом, каркас собирается в будущую форму опалубки вручную методом кантования. Если же вес велик, то прутья вяжут на местах, устанавливая стержни по отдельности. Готовую конструкцию монтируют с использованием различных подпорок, досок.

Стержни в каркасе больше 2 метров между собой крепят металлической вязальной проволокой с шагом в 20-40 сантиметров. Капители стоит укрепить арматурной сеткой.

Бетонирование

Бетон для заливки делают обычно на месте, из цемента марки минимум М400, гравия, щебня, песка. Для работы не подходит раствор, который применяют для заливки фундамента, монолитных стен. Хорошим выбором станет бетон с подвижностью П2 (в частном строительстве), если же заливается густоармированная колонна (сооружение столбов для строительства завода, к примеру), используют бетон П4.

Рецепты существуют разные, вот еще один: часть песка, 4 части гравия или щебня, 1 часть цемента. В процессе бетонирования важно следить за неподвижностью каркаса и нахождением его на своем месте. В случае необходимости конструкцию корректируют и устанавливают строго вертикально.

Само бетонирование осуществляется послойно, толщина одного слоя должна быть равна 30-50 сантиметров, заливается, пока не схватился предыдущий слой. 5-7 сантиметров раствора до верха опалубки не доливают.

Когда бетонируют, обязательно следят за утрамбовкой смеси: можно выполнить специальным вибратором либо вручную, удаляя воздушные пробки простукиванием молотком опалубки или штыкованием металлическим прутом в раствор. Если колонны больше 5 метров, для усадки планируют технологические перерывы длительностью 40-120 минут.

Демонтаж опалубки

Срок набора прочности бетона составляет 28 дней с оптимальными температурными условиями плюс-минус в зависимости от окружающих условий – влажность, правильность ухода. В среднем период выстаивания колонн составляет до 10 дней летом, когда уже есть сформировавшиеся боковые грани и углы. Лишь тогда опалубку можно демонтировать. В процессе высыхания бетона (28 дней) запрещено выполнять любые работы, связанные с нагрузкой на колонну и ее основание либо близлежащие части конструкции.

Бетонирование

Схема бетонирования колонн.
Приступая к укладке бетонной смеси, обращают внимание на особенности бетона. Этот состав обладает подвижностью, что играет большую роль при бетонировании колонн. Подвижный бетон легко укладывается и в процессе работы не требует трамбовки вибраторами и привлечения бетононасосов. Бетонирование происходит ровными слоями в горизонтальном положении. Укладывая смесь, ее периодически трамбуют металлическими прутьями.

При необходимости уплотнения раствора. не обойтись без глубинного вибратора. Убирают пузырьки воздуха из бетона с помощью постукивания молотком по выставленной форме опалубки. Бетонируя колонны, периодически выравнивают по центру арматурный каркас. Для укладки раствора выбирают цемент, входящий в состав бетона марки М400, которого потребуется одна часть, также для приготовления смеси берут две части песка и по две части гравия и щебня. Сухие ингредиенты заливаются водой в объеме необходимом до получения однородной густой консистенции. По окончании процесса укладки приготовленной бетонной смеси приступают к монтажу арматуры, которую фиксируют анкерами.

Уложенный бетон оставляют высыхать в месте с оптимальными температурными условиями и влажностью. Поверхность бетона периодически орошают водой и при необходимости накрывают полиэтиленовой пленкой для избежания попадания на смесь атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Вернуться к оглавлению

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Этапы строительства

Бетонирование монолитных колонн подразумевает наличие следующих строительных этапов:

3.1.1 Все конструкции и их элементы, закрываемые в процессе последующего производства работ (подготовленные основания конструкций, арматура, закладные изделия и др.), а также правильность установки и закрепления опалубки и поддерживающих ее элементов должны быть приняты производителем работ в соответствии с СП 48.13330.

3.1.2 В железобетонных и армированных конструкциях отдельных сооружений состояние ранее установленной арматуры должно быть перед бетонированием проверено на соответствие рабочим чертежам. При этом следует обращать внимание во всех случаях на выпуски арматуры, закладные части и элементы уплотнения, которые должны быть очищены от ржавчины и следов бетона.

3.2 Работы по армированию

3.2.1 Основными работами с арматурой при возведении монолитных железобетонных конструкций, устройстве конструкций узлов их сопряжения является резка, правка, гнутье, сварка, вязка, выполнение бессварных стыков с опрессованными или резьбовыми муфтами и другие процессы, требования к которым приведены в действующей нормативной документации.

3.2.2 Изготовление пространственных крупногабаритных арматурных изделий следует производить в сборочных кондукторах.

3.2.3 Арматурные и закладные изделия изготавливаются и контролируются по ГОСТ 10922 (рис.3).

Рис.3. Армирование колонн

3.2.4 Армирование конструкций должно осуществляться в соответствии с проектной документацией с учетом допускаемых отклонений по таблице 3.1.

Демонтаж опалубки

После того как бетонный раствор застынет и наберет своих максимально прочностных характеристик, приступают к демонтажу опалубки. Снятие опалубки доверяют квалифицированным рабочим. Демонтаж начинается со снятия боковых частей опалубки, которые не несут нагрузку на конструкцию. Важно демонтировать опалубку после того, как удостоверились в прочности бетона, которая устанавливается строительными нормами и правилами. Определяют прочность бетонного раствора в лаборатории, проводя пробные испытания образцов материала. Распалубка осуществляется по строгой последовательности, обеспечивающая сохранность элементов конструкции.

Вернуться к оглавлению