Типичные ошибки армирования железобетонных конструкций и риски, с ними связанные

Ошибки армирования железобетона

Самодеятельное или самостоятельное выполнение строительных работ – наиболее частая причина ошибок и брака в индивидуальном строительстве. На объектах, возводимых подрядным способом, то есть – с использованием труда специалистов, также может встретиться недостаточно качественная работа, вызванная некомпетентностью, невнимательность и даже недобрым умыслом.

Изготовление и монтаж железобетонных конструкций – одно из наиболее востребованных на любой стройке технических решений для многих видов зданий и сооружений. Вот несколько примеров конструкций, изготавливаемых преимущественно из железобетона:

1. Элементы фундаментов и опор
2. Подземные конструкции
3. Сооружения гидротехнического характера
4. Элементы, работающие на сжатие – колонны и столбы
5. Конструкции, работающие на изгиб – балки, прогоны, пояса, перемычки.

Распространение современных конструкций опалубки позволяет сооружать перекрытия из монолитного железобетона, другие непростые и интересные конструкции.

ЖЕЛЕЗОБЕТОН И ЕГО СВОЙСТВА

Основные идеи бетона, как конструктивного материала, были проработаны ещё во времена Древнего Рима. Однако главный и гениально простой метод получения чрезвычайно эффективного материала на основе бетона был найден значительно позднее – в 19 веке.

Именно к этому времени относится начало попыток армирования бетона стальными элементами.

Работа железобетона

Гениально простая идея работы железобетона сводится к тому, что в этом материале два основных компонента функционируют с наибольшей целесообразностью. Бетон, искусственный камень, воспринимает усилия сжатия, а сталь в виде арматуры разного типа сдерживает растягивающие усилия, сопротивляться которым бетон практически не в состоянии. За более сотни лет создания и эксплуатации железобетона сформировались основные характеристики этого материала и способы его применения в дело:

1. Сформированы теоретические основы и практические особенности расчёта железобетонных конструкций
2. Налажено производство необходимых видов цемента, сформировался наиболее выгодный стандартный ассортимент стальной арматуры
3. Отработана технология изготовления сборных железобетонных конструкций в производственных условиях и монолитных - на стройплощадке
4. Развиты методы инструментального неразрушающего контроля качества железобетона, которые используют специализированные компании и лаборатории (http://prokontrol.ru/).

Разработка железобетонных конструкций включает в себя расчётную часть, на основании которой определяется количество и характер расположения арматуры, марка и тип бетонной смеси.

Поиск лучших решений железобетонных конструкций не останавливается. Предметом поиска является широкий спектр проблем, например:

• Новые бетонные смеси с особенными свойствами
• Новые и более эффективные типы арматуры – проволока, предварительно напряжённые конструкции
• Технологии изготовления и новаторские конструкции с уникальными параметрами
• Более разнообразный и универсальный ассортимент типовых и серийных изделий

Изготовление железобетонных конструкций

Производство железобетонных конструкций существует в двух основных формах – изготовление серийных и некоторых индивидуальных конструкций на производстве и возведение монолитных структур в построечных условиях.

Вот основные этапы изготовления конструкций из железобетона:

1. Сооружение опалубки на стройке или подготовка формы на производстве
2. Монтаж арматурного каркаса
3. Приготовление или доставка готового бетона и укладка его в опалубку или форму
4. Обработка бетона (вибрирование, центрифугирование, выравнивание верхней (открытой) поверхности
5. Твердение и набор прочности, чаще всего - методом пропаривания в заводских условиях или в естественной обстановке стройки.
6. Контроль качества.

В последовательности этих операций особенную роль играет сооружение опалубки, от которой зависит точность геометрии конструкции и качество бетона. Не менее важен этап сооружения арматурного каркаса, который в построечных условиях почти всегда делается вручную.

Профессионалы железобетонных работ, занятые проектированием и изготовлением конструкций, стремятся упростить трудоёмкий этап сооружения опалубки и вязки арматурного каркаса. Опыт практических строительных работ с железобетоном – точный критерий эффективности многих технических решений в этом секторе.

АРМАТУРНЫЙ КАРКАС ЖЕЛЕЗОБЕТОНА – ОСОБЕННОСТИ И ОШИБКИ

Ключевой этап создания железобетонной конструкции – вязка каркаса. В самом деле, большинство элементов армирования железобетонных структур и изделий собирают воедино, скрепляя арматурные прутья связкой из тонкой мягкой проволоки.

Эта технология распространена во всем мире, поэтому многие интересные находки и изобретения в этой сфере очень быстро становятся всеобщим достоянием.

Проект и каркас

Точное инженерное решение арматурного каркаса – часть общего проекта железобетонной конструкции. Грамотный и качественный проект не только гарантирует работоспособность будущей структуры, но и даёт исчерпывающую информацию для её изготовления.

В частности, в проекте железобетонной конструкции (форма и содержание такого проекта нормируется) есть такие обязательные компоненты:

• Спецификация арматурных стержней, иначе - исчерпывающий список стальных деталей, которые необходимо приобрести для объекта
• Чертежи разной степени детализации, определяющие каждому арматурному пруту своё место
• Указания о размещении арматурного каркаса в опалубке, определяющие параметры защитного слоя
• Данные для изготовления и размещения закладных деталей.

Качество проектных материалов – не единственное условие для успешного и рационального процесса создания железобетонной конструкции. Компетенция исполнителей и их руководства – второй решающий фактор.

Ошибки при изготовлении арматурного каркаса

Ошибки исполнителей, как причина брака в изготовлении арматурного каркаса встречаются значительно чаще ошибок в проектировании. Главная причина таких ошибок строителей – недостаточный опыт и квалификация, а также – отсутствие компетентного руководства.

Оставив без рассмотрения грубые ошибки с полностью неправильной сборкой каркаса, можно выделить такие наиболее распространённые изъяны этой стадии создания железобетонных конструкций:

1. Недостаточно прочный каркас, теряющий геометрию под воздействием укладываемого и уплотняемого бетона
2. Ошибки в величине защитного слоя
3. Самовольное увеличение параметров армирования с целью дополнительного, не предусмотренного проектом, усиления
4. Недостаточно точное размещения главных рабочих стержней
5. Неправильное изготовление типовых деталей каркаса, не оговорённых материалами проекта, например – отгибов и хомутов круглой гладкой арматуры
6. Ошибки в марке или классе прочности использованной арматуры.

Основной состав «авторов» таких нарушений и ошибок – самодеятельные строители, участники «самоорганизованных» бригад, домашние мастера-умельцы. Большая часть таких ошибок объясняется стремлением усилить конструкцию, предложенную проектом, а такое желание возникает из-за отсутствия профильного образования и опыта работы на серьёзных объектах.

Некоторые ошибки исполнители замечают самостоятельно и оперативно избавляются от них. Так, недостаточно прочный каркас смещается под действием веса бетона и спешное исправление положения вместе с риском значительных убытков вынуждает авторов ошибки самостоятельно следить за недопущением подобного в будущем, а нарастающий опыт позволит своевременно принимать верные решения из тех, что не оговорены проектом.

Распространённая ошибка в виде неправильно заданной величины защитного слоя достаточно сложна в своевременной диагностике. Назначение правильного защитного слоя осложняется тем, что самые важные арматурные стержни расположены в непосредственной близости к наружной поверхности бетона.

Некоторые ошибки, кажущиеся незначительными, могут оказать существенное воздействие на характеристики изготавливаемого железобетона. Неточное размещение основных рабочих стержней или применение марки арматуры, отличной от проектной – характерные примеры таких ошибок.

Обнаружение ошибок серьёзного характера и масштаба - причина для принятия важных решений о судьбе конструкции или всего объекта. Кроме демонтажа некоторых ответственных конструкций с обнаруженным браком арматуры, есть возможность усиления, в крайнем случае - ограничении или изменении расчётных нагрузок.

Предупреждение вреда от ошибок армирования

Основной метод предупреждения потерь и даже аварий, к которым могут привести ошибки армирования железобетонных конструкций – своевременный контроль укладки арматуры. Этот метод практикуется везде, где железобетон делается в соответствии с требованиями строительных норм и правил.

В зависимости от степени ответственности конструкций определяется степень строгости контроля и состав специалистов, его производящих. В большинстве случаев такой контроль оформляется документально, после чего строители могут приступать к укладке бетона.

В случае, когда требуется оценить качество готовой железобетонной конструкции, ничего другого не остаётся, кроме применения методов неразрушающего контроля. Сегодня есть немало достаточно точной аппаратуры с помощью которой могут быть получены многие данные о железобетоне, в том числе такие:

1. Марка прочности бетонного тела
2. Точные места расположения арматурных прутьев и их параметры
3. Степень коррозии арматуры
4. Однородность бетона и наличие в нём трещин и повреждений.

Важно, чтобы строители, особенно те, кто получил квалификацию самостоятельно, понимали важность и ответственность правильного армирования железобетона по проекту. Такое понимание будет тем лучше, чем в большей степени оно основано на знании механики работы этого замечательного материала.

Хорошая квалификация строителя позволит не только избежать рисков снижения характеристик конструкций, но и ощутимого удорожания сооружений из-за ненужного и даже бессмысленного усиления. Специалисты в области инвестиционных проектов должны понимать, что полноценную оценку характеристик железобетонной конструкции можно получить только по результатам выполнения измерений неразрушающего контроля.