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 1м 3 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

Бетон это каменный строительный материал, получаемый в результате твердения залитой в форму и уплотненной полужидкой смеси. Его приготавливают путем перемешивания .

Фундаментные конструкции подвержены воздействию влаги поступающей при сезонном повышении грунтовых вод, при таянии снега и после сильных дождей. При этом .

Технология выполнения монолитных работ это способ возведения элементов зданий и сооружений из бетонной смеси и арматуры с использованием специальных опалубочных .

Технология устройства монолитных стен при возведении зданий, построек и конструкций относится к категории наиболее распространенных способов современного строительства. Это обусловлено .

Монолитно-каркасные дома: плюсы и минусы

Строительство монолитно-каркасных домов сегодня получило большое распространение, что обусловлено множеством преимуществ готового объекта. Суть такой технологии сводится к заливке заранее подготовленных каркасов армированным бетоном. В этой статье рассмотрены особенности такого метода.

Особенности

Технология возведения каркасно-монолитных зданий, изначально использовавшаяся для строительства коммерческих объектов, получает все большее распространение в городском, частном и дачном строительстве. Такое положение дел обусловлено повышенной стойкостью и устойчивостью конструкции.

Особенности монолитно-каркасной конструкции сводятся к наличию забетонированных колонн повышенной жесткости, которые располагают в зонах, подверженных максимальному давлению. Монолитные колонны становятся переходным элементом, связывающим воедино монолитное перекрытие и фундамент.

Таким образом, дом состоит из 3 основных элементов: фундамента, монолитных колонн и армирующего пояса, который соединяет колонны и выступает в роли перемычки оконных проемов (количество поясов зависит от количества этажей в здании). При этом технология позволяет вести строительство ударными темпами, что особенно ценно при частном домостроении.

Благодаря связи между монолитными перекрытиями и железобетонными колоннами удается обеспечить непревзойденную прочность и надежность дома. При этом монолитные стены тоньше, например, кирпичных. То есть, внутреннее свободное пространство монолитного дома будет больше аналога из кирпича.

Несмотря на наличие колонн и монолитности перекрытия, строение остается воздушным, негромоздким. Это достигается благодаря установке колонн с шагом 7-10 м. Несущий каркас подлежит утеплению и облицовке.

Внутреннее пространство объекта остается свободным и позволяет выполнить практически любую планировку. Сама технология обеспечивает выполнение практически любого архитектурного замысла, в том числе и плавающие этажи, строительство многоэтажек.

В качестве основания подходят следующие типы фундаментов:

• Мелкозаглубленный ленточный. Состоит такая конструкция из сборных блоков, применяется на грунте с низким уровнем поднятия подземных вод. При таком фундаменте здание не имеет подвала.
• Монолитный ленточный. Позволяет построить дом с подвалом на непучинистых грунтах.
• Плавающий. Подходит для средне- и высокопучинистых грунтов, хотя на таких почвах не рекомендовано вести строительство монолитно-каркасных объектов. Представляет собой мобильную плату, установленную в полукруглом основании. Благодаря подвижности платы сам дом не меняет своего положения.

Фундамент предполагает наличие дополнительного армирования, которое обеспечит крепость несущих элементов. Для этого устраивается железобетонная опалубка – арматурные стержни заливаются бетонной смесью. Благодаря этому арматура защищена от перепадов температур, процессов коррозии, окисления.

Прочность получившейся опалубки в 150 раз превосходит прочность бетона и арматурных стержней в отдельности. Она зависит от размеров используемых арматур и их расположения. Кроме того, монолит не имеет швов, что также гарантирует надежность дома, его долговечность. Он способен служить порядка 100 лет, не требуя серьезного ремонта.

В процессе эксплуатации такой фундамент становится прочней, что связано с постоянным укреплением и упрочнением железобетонной конструкции. Благодаря железобетонной опалубке и заливке колонн обеспечивается высокая пожарная безопасность дома.

Вопрос о пожаробезопасности дома решается еще на этапе организации несущих конструкций, поэтому дополнительная защита не требуется.

Технология позволяет возводить сейсмически устойчивые объекты, которые выдерживают такую активность до 8 баллов. Монолитно-каркасные дома за счет небольшого веса подходят для строительства на подвижных грунтах. При этом они дают незначительную и равномерную усадку, что позволяет приступать к отделке строения сразу после возведения дома.

При необходимости строительство может вестись круглогодично. Правда, в холодное время года для равномерного застывания бетона приходиться прибегать к его обогреву, что влечет повышение расхода электроэнергии. При ведении работ при нулевых и отрицательных температурах в бетон следует добавлять специальные компоненты.

Прочность, долговечность, огнестойкость и свобода при выборе архитектуры и планирования дома – главные плюсы монолитно-каркасных объектов.

Впрочем, они имеют и характерные минусы. Например, колонны из железобетона склонны образовывать «мостики холода», что значительно снижает теплоэффективность дома. Ликвидация их требует качественной теплоизоляции, что также влияет на общую стоимость строительства. При этом отзывы жильцов свидетельствуют о том, что примерно каждые 7-10 лет на этих участках приходится обновлять утеплительный слой.

Также необходимо возводить большое количество стоек и опалубки, что увеличивает трудоемкость и финансовые расходы проекта. Кроме того, бетон не обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, поэтому нуждается в использовании утеплителей и шумопоглощающих материалов.

Для построения такого здания лучше привлечь специалистов. При отсутствии опыта в возведении зданий проект может не соответствовать заданным критериям. Также потребуется использование спецтехники, качественного высокопрочного бетона. Все это увеличивает себестоимость монолитно-каркасного дома по сравнению с кирпичным или панельным аналогом примерно на 10-20%.

Проекты

Перед началом строительства проводят диагностику состояния грунта, выясняют уровень подземных вод. Следует своими руками взять пробы грунта и обратиться в специализированную лабораторию, где после исследования выдадут заключение. С учетом особенностей грунта выбирается оптимальный тип фундамента. При подготовке проекта следует сразу продумать расположение коммуникаций. Если этого не сделать, то могут возникнуть ограничения и сложности их прокладки, что повлечет дополнительные расходы и затягивание сроков строительства.

Важно также спланировать систему принудительной вентиляции, поскольку бетон характеризуется низкими показателями паропроницаемости. Это приведет к повышению влажности воздуха в помещениях, эрозии и разрушению бетона.

На этапе проектирования производятся расчеты материалов. Примерный расчет на 1 кв. м: бетон – до 0,7 м3, арматура – до 70 кг. Важно также выбрать и рассчитать объем материала, применяемый для кладки стен. Для этих целей распространенным является применение газобетона или других строительных блоков, а также кирпича.

На этапе проектирования определяют тип опалубки. Для частного дома обычно применяют несъемную опалубку. Предпочтение отдается алюминиевой конструкции, как более легкой по сравнению со стальным вариантом. Выбирая между деревом и ламинированной фанерой, предпочитают вторую в связи с ее более высокими показателями влагостойкости и отсутствием коробления. Деревянный каркас опалубки должен быть обработан антипиренами и гидрофобизаторами.

Съемная опалубка предполагает использование специальной конструкции. Как правило, дешевле и рациональнее оформить ее прокат, нежели покупку.

Строительство

Строительство дома по монолитно-каркасной технологии ведется с использованием опалубки, которая может быть как съемной, так и несъемной. Последнюю своими руками можно создать из металла (алюминиевые или стальные сплавы, имеющие антикоррозийную защиту), дерева (клеенная древесина), ламинированной фанеры. Они обеспечат необходимую форму фундамента, а после заливки станут частью конструкции.

Современная технология использования в качестве несъемной опалубки влагопрочных пенополистирольных плит также заслуживает внимания. Такие плиты, ко всему прочему, обеспечивают дополнительную теплоизоляцию.

Конструктивно опалубка для каркасно-щитового дома может иметь один из двух видов, описанных ниже.

• Щитовой. Состоит из жестких щитов различных форм и размеров, зафиксированных крепежными элементами. Подходит для создания различных архитектурных элементов, например, полукруглых оснований.
• Туннельный. Представляет собой созданные на заводе по заранее подготовленному проекту конструкции, которые поставляются на строительную площадку в готовом виде.

Поставка бетона на объект обеспечивается автобетоносмесителями. Небольшой объем бетонного раствора может быть замешан своими силами непосредственно на стройплощадке. В опалубку бетон подается краном или бетононасосом. В первом случае актуально применение специальных контейнеров, куда заливается раствор.

Обязательным при заливке бетона является использование глубинных и поверхностных вибраторов, обеспечивающих уплотнение опалубки и препятствующих появлению пустот в монолите.

Строительный процесс условно можно поделить на 5 этапов:

• подготовка высокопрочного фундамента;
• монтаж каркаса из арматуры;
• устройство опалубки;
• заливка бетонного раствора;
• удаление опалубки (если речь идет о съемной опалубке), отделочные работы.

Предварительным этапом станет подготовка стройплощадки. Ее нужно очистить от мусора, произвести разметку. После этого производится извлечение грунта под основания на глубину, соответствующую проектной документации. Если есть в яме углубления и рыхлые участки, то их следует заполнить и укрепить смесью гравия и песка. После этого можно сооружать опалубку.

Следующий шаг – заливка бетона в виде монолитной плиты или ленточного основания, усиленного арматурой. Теперь бетон должен застыть и набрать прочность. В среднем на это уходит не меньше месяца.

После отвердения бетона с помощью арматуры монтируется пространственный каркас и собирается опалубка, размеры которой (изнутри) соответствуют размерам будущих колонн. Опалубку нужно залить бетоном, уплотнить его и оставить конструкцию неподвижной на 4 недели.

Спустя указанный промежуток времени, опалубка снимается, после чего можно приступать к кладке стен, используя для этого ячеистые строительные блоки, кирпич или прочие материалы. После этого производится оформление кровли, утепление и шумоизоляция наружной части стен, облицовка строения.

Армирование монолитных стен производится с применением арматуры или армирующей сетки. В первом случае применяют арматуру с сечением 6-8 мм, при возведении дома в 2 и более этажей рекомендуется взять более прочную арматуру с сечением 10 мм. Арматура устанавливается горизонтально и вертикально, особое внимание уделяется углам.

Важно качественное закрепление арматуры, иначе не избежать ее выпучивания после заливки бетонным раствором.

Красивые примеры

Монолитно-каркасная технология строительства позволяет создавать оригинальные дизайнерские объекты, что особенно ценится владельцами частных домов.

• Компактный, но просторный дом в 2 этажа с навесом для автомобиля.
• Классический вариант загородного дома, так же имеющий 2 этажа. Построен на несъемной опалубке.

• Технология монолитного строительства находит применение при возведении объектов в стиле модерн. Дом в 2 этажа с плоской кровлей, облицованный фасадными панелями под кирпичную кладку и древесину.
• Перспективный, с точки зрения инвестирования, таунхаус на 2 семьи с гаражами на несъемной опалубке по технологии каркасно-монолитного строительства. Может возводиться на ограниченном (вытянутом) участке. Этажность – дом в 1 этаж с жилой мансардой.

• Пример просторного дома для большой семьи. Имеет эркер, террасу, построен по монолитно-каркасной технологии с использованием оштукатуренных стеновых панелей, крыша – деревянно-стропильная с покрытием из керамо- или металлочерепицы. Тип опалубки – несъемная.
• Примеры эргономичных дачных домов для небольших (не более 6 соток) участков, построенных на несъемной опалубке. Увеличение полезной площади достигается не только благодаря уменьшенной толщине монолитных стен, но и использованию эксплуатируемой крыши, где организована мансарда.

Подробнее смотрите в следующем видео.